陳逸聰臺灣大學：化學研究所劉仲展Liu, Chung-ChanChung-ChanLiu2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51974本論文分為兩大部分，第一部分將利用加熱蒸鍍 (thermal evaporation) 的方法，合成砷化鎵半導體奈米線，藉由改變溫度、壓力與攜帶氣體的比例等變因，來觀察對於合成的結果有何影響，試圖最佳化砷化鎵奈米線的合成品質。利用特定大小的奈米金屬做為催化劑，來控制合成的砷化鎵奈米線的直徑。這些奈米線配合專門的壓電極與量測電流的儀器，我們可以進行單根的電流電壓量測，提供將來電性上的應用空間。為了鑑定奈米線合成的品質好壞，論文中並且進行了一系列電子顯微鏡、元素分析、X-光繞射與電子繞射圖譜的分析，確定了奈米線的結構屬於砷化鎵zinc-blende的單晶結構。 第二部分則利用化學氣相沉積法 (chemical vapor deposition) 的方式，改進過去合成碳奈米螺旋線繩 (carbon helical nanowires) 的例子，合成出碳奈米螺旋線內摻雜矽奈米顆粒。為了比較與過去的差異，鑑定矽奈米顆粒的結晶情形，也觀察了其電子顯微影像與選區電子繞射圖譜 (selected area electron diffraction, SAED) 等分析過程。同時探討了合成過程各種條件，對於這些奈米螺旋線的影響。謝誌……………………………………………………………………..Ⅰ 摘要……………………………………………………………………..Ⅲ 目錄……………………………………………………………………..Ⅳ 圖目錄…………………………………………………………………..Ⅷ 表目錄…………………………………………………………………..Ⅹ 第一章、　序論…………………………………………………………..1 1-1 砷化鎵奈米線……………………………………………...1 1-1.1 砷化鎵材料簡介………………………………………1 1-1.2 過去合成方法………………………………………....2 1-1.3 蒸氣-液體-固體生長機制…………………………….3 1-2 碳奈米螺旋線摻雜矽奈米顆粒…………………………...4 1-2.1 奈米碳纖維簡介………………………………………5 1-2.2 過去合成方法………………………………………... 6 1-2.3 表面擴散生長機制……………….………………...…7 第二章、　實驗方法……..……………………………………………..10 2-1 基版的準備……………………………..……………….10 2-1.1 金奈米顆粒的合成…………..…………………….....10 2-1.2 金奈米顆粒散佈並固定於矽晶片上……..……….....10 2-1.3 離子濺鍍鍍膜………..………………………….……12 2-2 製成系統簡介……………………………………………12 2-3 分析工具簡介………………..…………….…..……….. 18 2-3.1 X光繞射儀….……………….………………..……... 18 2-3.2 穿透式電子顯微鏡….………………………..……... 19 2-3.3 掃描式電子顯微鏡…..………………….……………20 2-3.4 能量分散式光譜儀…………..………….……………21 2-3.5 離子濺鍍機..………………………………………….21 第三章、　砷化鎵奈米線之分析與討論………..…..………….…….. 23 3-1 砷化鎵奈米線的合成與條件掌控………………………23 3-1.1 催化金屬影響…………..………………………….…..23 Ⅰ. 引言……………………………….……………….23 Ⅱ. 控制催化金屬的大小……………..………………25 Ⅲ. 金奈米顆粒與濺鍍金膜催化效果比較…………..29 3-1.2 溫度影響…..………………………..………………...30 Ⅰ. 引言…………….………………………………….30 Ⅱ. 溫度梯度……………..……………………………31 Ⅲ. 最適當生長溫度…………………………………..32 3-1.3 攜帶氣體影響..……………………………………….34 Ⅰ. 引言…………….………………………………….34 Ⅱ. 氬氣與氫氣的比例……………..…………………35 3-2 砷化鎵奈米線之結構鑑定…………...………………….37 3-2.1 成份鑑定與粉末X-光繞射圖譜..……………...…….37 Ⅰ. X-光粉末繞射圖譜….…………………….……….37 Ⅱ. 成分鑑定……………..……………………………41 3-2.2 高解析度穿透式電子顯微影像分析…………..….....43 Ⅰ. 晶格影像與電子繞射圖譜…………….……….…43 Ⅱ. 分析與討論……………..…………………………45 3-3 砷化鎵奈米線的電學效應……….……………………...46 3-3.1 砷化鎵奈米線製成元件…………………..………….46 3-3.2 電流與電壓曲線圖………………..………………….48 3-3.3 退火處理的影響….………………………………......50 3-3.4 應用……………….…………………..……………....51 3-3.5 結論………………...………………………………....52 第四章、　碳奈米螺旋線之分析與討論…..…..………………………54 4-1 碳奈米螺旋線的合成………….….……………….……54 4-1.1 實驗裝置………….…………………………………..57 Ⅰ.催化金屬準備…………..………….……………….57 Ⅱ. 輔助基板的影響………………..…………………59 Ⅲ. 氣體帶動液體樣品……………..…………………61 4-1.2 反應條件………….…….…………..………………...62 Ⅰ. 基板位置與溫度影響....………….……………….62 Ⅱ. 反應時間影響…………………..…………………63 Ⅲ. 氣體流速影響…………………..…………………64 4-2 電子顯微影像與選區電子繞射圖譜.…………………66 4-2.1 影像分析…………..…………………………………66 4-2.2 元素分析……………………………………………70 4-3 與實驗室之前的成果比較…………………………………70 第五章、　結論…………..……………………………………………72 參考文獻………………………………………………………………741094677 bytesapplication/pdfen-US砷化鎵奈米線碳奈米螺旋矽奈米顆粒GaAsgallium arsenidenanowirescarbon nanohelicessilicon nanocrystalsthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51974/1/ntu-94-R92223077-1.pdf