奈米多層薄膜在熱退火後的晶粒尺寸研究｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	宋欣忠 Song, Sin Jhong
論文名稱：	奈米多層薄膜在熱退火後的晶粒尺寸研究 Study of the crystallite size for the nano-meter multilayer stack after thermal anneal
指導教授：	趙煦 Chao, Shiuh
口試委員:	李正中唐謙仁
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機資訊學院 - 光電工程研究所 Institute of Photonics Technologies
論文出版年：	2015
畢業學年度：	103
語文別：	中文
論文頁數：	80
中文關鍵詞：	退火、晶粒、二氧化鈦
相關次數：	點閱：3 下載：0
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觀測重力波目前被預測為觀測天體變化相當重要的方式，但由於重力波的強度相當的微弱，所以欲以特殊的雷射干涉儀觀測，而目前受到各種雜訊的影響無法觀測到重力波，所以需要將系統的總雜訊盡可能降低，目前以量測重力波為主要研究目標的組織LIGO(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)所設計的干涉儀目前系統總雜訊最低的頻率為40~400Hz左右，故本實驗室的主要研究目標為降低雷射反射鏡之各種損耗，其中包含光學損耗、機械損耗等等，嘗試以不同的材料以及不同的製程達到目標。
目前從參考文獻得知將TiO2參雜在Ta2O5中再進行退火製程後可以降低機械損耗，但需要在未結晶的狀況下才成立，而在未結晶的狀況下退火製程溫度越高機械損耗降低的程度也越高，而TiO2薄膜在不同的厚度下結晶所需的溫度也不同，故以特殊結構以SiO2以及TiO2交疊而成的多層膜nano-layer取代單層TiO2，將單層的TiO2厚度降低以提升結晶退火溫度，所以本論文主要探討不同結構之nano-layer以相同溫度退火製程後結晶大小的比較，並探討nano-layer退火後機械損耗的變化。

目錄
摘要    I
致謝    II
目錄    III
圖目錄    VI
表目錄    XI

CH1 導論 
1-1前言    1
  1-2研究動機與目的    3
CH2 薄膜製程 
    2-1 奈米薄膜結構    5
    2-2 離子束濺鍍系統    6
    2-3 鍍率控制    7
        2-3-1 橢圓儀簡介    7
        2-3-2 TEM簡介    9
        2-3-3 TEM試片製作    10
        2-3-4 均勻度分布狀況    12
        2-3-5薄膜厚度量測    13
        2-3-6 鍍率校準    16
    2-4 基板簡介     17
CH3 退火製程及結晶狀況分析
      3-1 退火環境簡介    19
      3-2 TEM量測分析    20
          3-2-1 拍攝方式    21
          3-2-2 影像清晰化處理方式    24
          3-2-3 原子排列結構分析    27
          3-2-4 原子排列軟體模擬    29
          3-2-5 晶粒大小及形狀判定    33
          3-2-6 邊界擴散    42
      3-3 XRD量測    44
          3-3-1 XRD簡介    45
          3-3-2 Scherrer equation    46
  3-3-3 XRD資料分析    51
          3-3-4 Shape factor計算    56
CH4 機械損耗量測
      4-1 理論與薄膜機械損耗計算方式    59
      4-2 量測系統簡介    62
      4-3 不同結構機械損耗量測    65
      4-4 退火後機械損耗量測    68
CH5 結論與未來研究方向
      5-1 結論    72
      5-2 未來研究方向    72
附錄
    真空系統架構與冷卻水系統    74
    機械泵浦與冷凍泵浦簡介及保養方式    76
    離子源故障排除    78
參考文獻     79

                                

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全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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