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研究生： 楊宗潾
論文名稱： 混合粉末法合成Si/SiOx核殼奈米線
The Synthesis of Si/SiOx Core-shell Nanowires via Mixing Powder Method
指導教授： 林樹均
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 96
中文關鍵詞： 奈米線 、核殼結構 、電阻率 、矽
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    • 本實驗是以單區水平爐管加熱，並通入Ar + 10 ％ H2的催化氣體，以熱蒸發法成長奈米線。實驗方式是將SiO與Sn粉混合放入爐管中加熱，粉末反應溫度設定為1350 °C。隨著基板擺放的遠近，沉積溫度會有所改變，得到的奈米線結構因此不同。成長出的奈米線為氧化矽非晶外層包覆著矽單晶的核殼 ( core-shell ) 結構。試片沉積奈米線前，會先沉積一層氧化層，其厚度與溫度、位置有關。我們並且推測了氧化層及奈米線的成長機制。光學性質方面，CL量測結果發現在光譜圖452 nm ( 藍光 ) 與624 nm ( 紅光 ) 處有峰值，也可望在發光元件上有應用。電阻率的量測則發現其電阻率值與理論值接近。

    摘 要 I 目 錄 II 圖 目 錄 V 表 目 錄 X 一、 前 言 1 二、文 獻 回 顧 3 2.1 奈米科技 3 2.2 一維 ( one dimensional, 1-D ) 奈米材料 5 2.3 奈米線的製備 6 2.3.1 氣-液-固機制( VLS機制 ) 7 2.3.2 氧化物輔助成長 12 2.3.3 氣-固機制 ( VS機制 ) 17 2.4 氧化矽奈米線 20 2.5拉曼光譜(Raman Spectrum)原理 23 2.6光激發螢光 ( photoluminescence, PL ) 原理 24 2.7 陰極發光原理 26 2.8 研究目的 27 三、實 驗 步 驟 29 3.1混合粉末及實驗流程 29 3.2粉末配製 29 3.3奈米線的製備 29 3.4 微結構分析 34 3.4.1 掃描式電子顯微鏡 ( scanning electron microscope, SEM ) 分析 34 3.4.2 穿透式電子顯微鏡 ( transmission electron microscope, TEM ) 分析 34 3.5 成份分析 35 3.5.1 EDX分析 35 3.5.2 拉曼光譜( Micro Raman System)量測 35 3.6 性質量測 37 3.6.1光激發螢光 ( photoluminescence, PL ) 性質量測 37 3.6.2 陰極發光光譜 (Cathodoluminescence, CL ) 量測 37 3.6.3 電阻率量測 38 四、結 果 與 討 論 42 4.1 溫度測量 42 4.2 隨升溫過程的變化 45 4.3 成長機制 54 4.4持溫時間的影響 63 4.5 TEM分析 68 4.6 拉曼光譜圖 74 4.7 CL性質 78 4.8 PL性質 86 4.9 電阻率量測 88 五、 結 論 91 六、參 考 文 獻 93

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