奈米碳管成長的起始階段｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	張德智 De-Zhi Chang
論文名稱：	奈米碳管成長的起始階段 Initial Stage Growth of Carbon Nanotube
指導教授：	周亞謙博士 Dr. Ya-Chang Chou
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2002
畢業學年度：	90
語文別：	中文
論文頁數：	66
中文關鍵詞：	奈米碳管
外文關鍵詞：	Carbon Nanotube
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論文摘要
本論文主要在研究如何以CVD的方式成長奈米碳管，以及尋找最佳的成長條件，並觀察其成長過程及不同條件對碳管成長的影響。先利用光阻製程及E-Beam Lithography的方式，在樣品上畫出點、線、面等結構，再鍍上催化劑Ni，用Lift Off的方式留下所畫的催化劑圖形。將製作好的樣品放入CVD中成長奈米碳管，在本實驗中主要利用高溫爐加熱方式裂解甲烷( CH4 )，分解出來的碳原子會融入在催化劑上，經由高溫而重新排列而形成奈米碳管。實驗中我們觀察到奈米碳管最初成長的過程，並與理論模型做比較，我們發現奈米碳管的成長主要分別以底部、末端及頂端三種不同模式成長，而成長過程中亦會以分支的形式成長。此外成長環境也會影響奈米碳管的成長，如樣品所放的位置、Ar及CH4的流量比例、溫度、時間、催化劑、外加電場等。由於石英管中溫度並非均勻造成甲烷再不同位置分解速率不一樣；Ar及CH4的流量影響甲烷分解出碳原子數量多寡；時間控制碳管成長的長度；催化劑大小控制碳管的管徑；外加電場可以控制碳管成長的方向。以上種種因素互有關聯，且影響著碳管的成長及品質，故必須找出最佳的成長條件，這在本論文中也是探討的重點之一。

目錄
論文摘要----------------------------------------------------3

第一章 奈米碳管理論基礎-------------------------------------4

1 奈米碳管簡史------------------------------------------4

2 奈米碳管成長方法--------------------------------------6

2.1 電弧放電法----------------------------------------7

2.2 雷射氣化法----------------------------------------8

2.3 化學氣相沉積法------------------------------------9

2.4 微波加熱化學氣相沉積法---------------------------10

3 奈米碳管的構造與特性---------------------------------11

4 奈米碳管成長原理-------------------------------------13

4.1 化學氣相沉積-------------------------------------13

4.2 ＶＬＳ法-----------------------------------------15

4.3 奈米碳管成長模式---------------------------------16

4.4 化學氣相沈積法及ＶＬＳ法成長奈米碳管-----------16

第二章 SEM & E-BEAM lithography系統------------------------19

1 微影技術介紹-----------------------------------------19

2 掃描式電子顯微鏡-------------------------------------20

3 光阻特性---------------------------------------------21

3.1 光阻製程介紹------------------------------------21

3.2 光阻的選擇--------------------------------------23

3.3 光阻的塗佈方法----------------------------------24

3.4 電子束對光阻的影響------------------------------25

4 電子束微影技術--------------------------------------27

第三章 實驗方法及步驟--------------------------------------29

1 實驗流程--------------------------------------------29

2 實驗步驟--------------------------------------------30

2.1 樣品製作----------------------------------------30

2.2 成長奈米碳管------------------------------------37

第四章 實驗結果與討論--------------------------------------40

1 影響奈米碳管成長的因素------------------------------40

1.1 氣體流量大小比例--------------------------------40

1.2 樣品位置----------------------------------------43

1.3 成長溫度----------------------------------------47

1.4 催化劑顆粒大小----------------------------------50

1.5 成長時間----------------------------------------55

2 外加電場對奈米碳管成長的影響------------------------58

第五章 結論------------------------------------------------63

參考資料---------------------------------------------------65

References
[1] Juthika Basak, Deepanjan Mitra and Shashank Sinha University of California, Los Angeles,”Carbon Nanotubes (CNTs): The Next Generation Sensors”(2002)
[2]吳俊民”義守大學材料科學與工程學系碩士論文”
[3]許志偉”逢甲大學材料科學研究所碩士論文”
[4]李俊青”中正大學化學研究所碩士論文”
[5]陳熙程”成功大學化學系碩士論文”
[6]Teri Wang Odom*，Jin-Lin Huang*， Philip Kim†，Charles M. Lieber*†，NATURE，VOL 391，1 JANUARY 1998
[7]Peter J. F. Harris “Carbon nanotubes And Related structures”
[8]William S MCBride” Synthesis of Carbon Nanotubes by Chemical Vapor Deposition (CVD)”
[9]Yiying Wu，Peidong Yang*，”Direct Observation of Vapor-liquid-Solid Nanowire Growth.”(2000)
[10]陳貴賢，吳季珍，物理雙月刊23卷6期
[11]William Green, John Vander Sande, William A. Peters,”Flame Synthesis of Carbon and Metallic Nanomaterials”(2001)
[12]湯森煌，”清華大學電機工程所碩士論文”
[13]陳啟東，物理雙月刊21卷4期
[14]Murrae J. Bowden，C. Grant Wilsin，Larry F. Thompson “Introduction to Microlithography”(1994)
[15]M. P. Siegal，D.L. Overmyer，P. P. Provencio，Appl. Phys. Lett.，Vol.80，Num12，(2002)
[16]Yuegang Zhang, Aileen Chang, Jien Cao, Qian Wang, Woong Kim, Yiming Li,Nathan Morris, Erhan Yenilmez, Jing Kong, and Hongjie Daia, APPL. PHYS. LETT. 79,195(2001)
[17]Jing Kong，Hyongsok T. Soh，Alan M. Cassell，Calvin F.Quate，Hongijie Dai，Natural Vol.395 P878~P881(1998)
[18]Hyongsok T. Soh, Calvin F.Quate，Alberto F. Morpurgo，Charles M. Marcus，Jing Kong，Hongjie Dai，Appl. Phys. Lett. Vol.75，Num.5，P627~P629(1999)

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)
全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

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