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研究生： 張家誠
Chia-Cheng Chang
論文名稱： Al-Si薄膜上合成氧化鋁奈米線
Synthesis of Alumina Nanowires on Al-Si Thin Films
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： 92
中文關鍵詞： 奈米線 、氧化鋁
外文關鍵詞： nanowire, alumina
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    • 本研究利用機械球磨後的Al-Si混合粉末為蒸氣來源，並以水平爐管加熱，Al-Si共濺鍍薄膜為基板，通入Ar ( 90% ) + H2 ( 10% ) 為載氣，經VS與VLS機制方式成長氧化鋁奈米線。實驗結果顯示，1070 °C為最佳的成長溫度；共濺鍍薄膜的鋁與矽成份組成會影響奈米線的成長；以不同持溫時間為變數，1.66小時前為奈米線的孕核期，1.66小時後奈米線以快速且固定的成長速率成長。以工作壓力為變數，隨著工作壓力增加，奈米線的量會增加，線徑也會變大，但表面型態會從平整趨於波浪狀。GIAXRD與TEM分析證實，奈米線為γ-Al2O3，屬缺陷型尖晶石結構。另外，奈米線內具有雙晶缺陷，雙晶缺陷的存在會影響奈米線的型態，造成奈米線成長為分支狀、彎曲或鋸齒狀結構。氧化鋁奈米線的CL光譜於300、425及475 nm有三根峰值，425 nm及475 nm為陰離子空缺所造成，且有明顯紅位移，因成長奈米線為缺氧狀態，固造成較多的陰離子空孔缺陷；300 nm 可能是因為鈦摻雜於氧化鋁晶格中所造成。

    目錄 一、 前言 1 二、 文獻回顧 2 2-1 一維（1-D）奈米結構之定義與發展 2 2-2 奈米線的合成 3 2-2.1 液相過程合成奈米線 3 2-2.2 氣相過程合成奈米線 7 2-3 氧化鋁奈米結構 13 2-3.1 氧化鋁奈米管的合成 17 2-3.2 氧化鋁奈米線的合成 17 2-3.3 氧化鋁奈米帶的合成 17 2-4 實驗動機 19 三、 實驗方法 20 3-1 實驗流程 20 3-1.1 Al-Si混合粉末製備 22 3-1.2 共濺鍍薄膜的製備 22 3-1.3 奈米線的合成 25 3-2 奈米線結構分析、成分分析與性質量測 27 3-2.1 場發射掃描式電子顯微鏡 27 3-2.2 穿透式電子顯微鏡 27 3-2.3 能量散射光譜儀 28 3-2.4 電子探測光顯微分析儀 28 3-2.5 低掠角X-ray繞射儀 29 3-2.6 陰極射線激發螢光光譜 29 四、 結果與討論 31 4-1 機械球磨粉末分析 31 4-1.1 球磨粉末的結構分析 31 4-1.2 球磨粉末的成分分析 33 4-2 製程溫度對成長奈米線的影響 34 4-3 共濺鍍薄膜成份對成長奈米線的影響 39 4-4 工作壓力對成長奈米線的影響 47 4-5 持溫時間對成長奈米線的影響 54 4-6 奈米線微結構分析與成分分析 62 4-6.1 VLS機制成長的奈米線 62 4-6.2 VS機制成長的奈米線 64 4-7 成長機制 84 4-7.1 經VLS機制方式成長 84 4-7.2 經VS機制方式成長 84 4-8 CL性質量測 86 五、 結論 87 六、 參考文獻 90

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