摘要 I 致謝 III 目錄 V 第一章 緒論 1.1 金屬奈米顆粒的介電常數 1 1.2 微波介電共振腔 1 1.3 量測原理 2 第二章 奈米理論簡介 2.1 表面效應 3 2.2 量子尺寸效應 4 2.3 久保理論 4 2.4 金屬奈米顆粒之光學性質 6 第三章 介質共振腔的基本理論 3.1 共振腔內電磁場理論推導 7 3.1.1 TE模態 14 3.1.2 TM模態 18 3.1.3 TM010模態 22 3.2 等效介質理論 26 3.2.1 Effective Medium Theory,EMT 27 3.2.2 Effective Medium Approximation,EMA 30 3.3 Q值的計算和虛部介電數 32 3.3.1 Q值的定義 33 3.3.2 QL轉換成Q0 　　　　　　 34 3.3.3 Qnano的求法 36 3.3.4 Qnano和虛部介電常數 38 3.4 耦合天線和電磁場的激發 39 3.4.1 迴圈式耦合天線 　 41 3.4.2 探針式耦合天線 　 42 第四章 實驗的操作 4.1蒸鍍法製作金屬奈米顆粒 43 4.1.1 蒸鍍原理　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 43 4.1.2 蒸鍍儀器 46 4.1.3 儀器操作流程 49 4.2 介電質樣本的製作 51 4.3 網路分析儀 56 4.3.1 基本原理 56 4.3.2 S參數 ( 散射參數 ) 57 4.3.3 網路分析儀的構造 58 4.3.4 網路分析儀的校正 59 4.3.5 共振頻率的判別 61 第五章 實驗結果與分析 5.1 石蠟及氧化鋁的介電常數實部量測結果 64 5.2 混和物介電質的Q值量測結果 　　　　　 65 5.2.1 石蠟及氧化鋁混和之介電質的Q質量測 　 66 5.2.2 石蠟、氧化鋁及奈米銀顆粒混和之介電質的Q質量測 68 5.3 銀金屬奈米顆粒的介電常數量測結果 70 5.3.1 銀、鋁及銅金屬在奈米等級下之徑粒大小分析 　 70 5.3.2 低頻下銀金屬奈米顆粒介電常數實部之量測 　 75 5.3.3 高頻下銀金屬奈米顆粒介電常數實部之量測 77 5.3.4 高頻下銀金屬奈米顆粒介電常數虛部之量測 　 79 第六章 結論 82 參考資料 85 附錄一 介電質共振腔的構造 87 附錄二 利用X -光繞射法求晶粒大小 89 2.1 Scherrer方程式 90 2.2 鐵和銀的繞射峰位置 93 2.3 實驗結果 94 附錄三 TM010模態的場形 　　　 96 附錄四 介電值樣品之共振能譜 　　　　 98 4.1 石蠟+氧化鋁 　 98 4.2 石蠟+氧化鋁+金屬奈米銀顆粒 　　　　 101