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

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

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：1 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

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

                                

[1] LIGO Scientific Collaboration Group Instrument Science White Paper, LIGO document: LIGO-T1100309-V5 (2011)
[2]王文祥, 具低損耗之光學混合膜及雷射反射鏡的研究,國立清華大學博士論文 (1999)
[3]I.M. Pinto et al., Nanometer – layered SiO2 :: TiO2 mixtures for high reflectance/low noise coatings status update, LIGO document:
LIGO-G1300321-v1(2013)
[4]N.S. Gluck et al., Microstructure and composition of composite SiO2/TiO2 thin films, J. Appl. Phys. 69 (1991 ) P3037-P3045
[5]A. J. HAIJA et al., Effective characteristic matrix of ultrathin multilayer structure, Opt. Appl. XXXVI (2006) P39-P50
[6]David B. Williams ,C. Barry Carter, Transmission Electron
Microscopy(TEM) (1996)
[7]黃文正, 以離子束濺鍍法製作低損耗薄膜應用於雷射干涉重力波偵測儀之高反射鏡製程準備, 國立清華大學碩士論文 (2012)
[8]王順錦,應用於雷射干涉重力波偵測器之以離子束濺鍍法製作之奈米膜層結構高反射鏡及其結晶條件之探討國立清華大學碩士論文(2013)
[9]Osamu Tonomura∗z,Tomoko Sekiguchi,Naomi Inada,Tomoyuki Hamada,Hiroshi Miki,Kazuyoshi Torii, Band Engineering of Ru/Rutile-TiO2/Ru Capacitors by Doping Cobalt to Suppress Leakage Current(2012)
[10] B.E.Warren,X-Ray Diffraction (1990) P251~P258
[11] Patrizia Canton , Nanoscale Characterization of Metal Nanoclusters by Means of X-Ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM) Techniques (2008)
[12]S. T. Thornton et al., Classical dynamics of particles and systems, fifth edition Brooks Cole (2003)
[13]N. Nakagawa et al.,Thermal noise in half-infinite mirrors with nonuniform loss: A slab of excess loss in a half-infinite mirror, Phys. Rev. D 65 (2002)
[14]I. W. Martin, Studies of materials for use in future interferometric gravitational wave detectors, Ph. D thesis (2009)
[15]歐政勳, 室溫下量測機械損耗之系統設置與量測熔融石英玻璃懸臂及單晶矽懸臂之初步量測分析,國立清華大學碩士論文 (2012)

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)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文