選擇性析分子膜改質在表面聲波感測上之應用

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研究生：	陳奕男
論文名稱：	選擇性析分子膜改質在表面聲波感測上之應用
指導教授：	果尚志
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：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	75
中文關鍵詞：	表面聲波、自組裝分子膜、雷利波、正十八基三氯矽烷
外文關鍵詞：	OTS, APTMS, Surface Acoustic Wave
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摘要
表面聲波元件於感測上的應用，早已經跨越物理、化學、醫學的界線，由於其具輕巧性、高靈敏度..等優點，近年來更加受到矚目。
本論文，將嘗試於表面聲波元件的感測區做出局部區域改質的製程，我們分別嘗試使用黃光製程及PDMS（聚二甲基矽氧烷）來處理，使聲波元件感測區能達到選區吸附自組裝分子膜OTS（Octadecy- ltrichlorosilane）和APTMS ((3-AminoPropyl)TriMethoxySilane)，利用自組裝分子膜之末端官能基的特性差異，達到選區吸附金顆粒的成果；接著，將此製程實際應用於元件感測上，藉此瞭解表面聲波元件的感測機制，我們於感測區吸附10和20奈米的金粒子，作為感測源並分析感測區的吸附位置與頻率響應之間的關係，驗證瞭解二者之間關連性後，我們更進一步的在同一片表面聲波元件上，實現多區域量測的成果，如此將可使其未來應用的層面更為廣泛。再者，我們將選區改質的技術應用到重金屬的偵測上，首先，我們先在LiNbO3基版上，完成選區改質的製程，達到部分區域吸附10奈米的金粒子，接著將其浸泡至汞離子水溶液和氯化汞溶液中，30分鐘後，將其清潔，再利用X-ray 光電子能譜分析儀證明二者與金粒子的化學變化，接著在量測吸附汞前後的頻率變化及SEM圖形，驗證重金屬汞的偵測可行性。

摘要
致謝
目錄
第一章      緒論
1.1 研究背景及文獻回顧--------------------------------6
    1.1.1 表面聲波元件                                6
    1.1.2 自組裝有機單分子膜                         11
1.2 研究動機                                         13
1.3 章節介紹                                         15
第二章     實驗裝置與原理
2.1 表面聲波元件原理與製程--------------------------16
    2.1.1表面聲波元件                               18
    2.1.2 鈮酸鋰基版                                20
    2.1.3 壓電效應                                  22
          2.1.3.1 正壓電效應                        22
          2.1.3.2 逆壓電效應                        23
    2.1.4 指叉電極轉換器之設計                      24
    2.1.5 雙延遲線型表面聲波元件                    27
2.2 表面聲波感測機制--------------------------------28
    2.2.1質量負載效應                               30
2.3 表面聲波之參數----------------------------------33
    2.3.1 表面聲波傳播波速                          33
    2.3.2 插入損耗                                  33
    2.3.3 機電耦合係數                              34
第三章    實驗內容與實驗結果分析
3.1  鈮酸鋰（LiNbO3 ）局部改質之研究------------------37
          3.1.1 黃光製程於分子膜選區改質之應用           38
          3.1.2 PDMS 製程於分子膜選區改質之應用 ~ 1       43
          3.1.3 PDMS 製程於分子膜選區改質之應用 ~ 2       47
     3.2  鈮酸鋰（LiNbO3 ）局部改質之應用-------------------54
          3.2.1選區吸附與表面聲波頻率偏移之關係          54
3.2.2 選區吸附10及20nm金顆粒之頻譜分析        58
     3.3  表面聲波元件之應用∼汞水溶液之金屬偵測---------64
          3.3.1 X-ray 光電子能譜儀分析                   65
          3.3.2表面聲波元件偵測汞水溶液之頻率變化        68
          3.3.3 SEM 影像結果                             70
第四章     結論及未來工作
參考文獻

                                

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