Browsing by Author "陳家貫"

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    不同晶粒大小及氮摻雜鑽石薄膜的拉曼光譜、紅外線光譜及功函數特性研究
    (2007) 陳家貫; Jia Guan Chen
    本實驗利用微波電漿化學汽相沈積法成長鑽石薄膜於矽基板 上，所成長的鑽石薄膜晶粒大小範圍從大約5 奈米(UNCD)至1 微米 (MCD)之間。這些不同晶粒大小的鑽石薄膜是以甲烷/氬氣/氮氣及甲 烷/氫氣的混合氣體，藉著改變氣體的比例、及成長時間等參數來控 制晶粒的成長。並且以電子掃瞄顯微鏡來決定晶粒的半徑大小。 這些成長的鑽石薄膜使用紫外光（325nm）及可見光（514nm） 拉曼光譜進行量測。非結晶SP2 鍵結的碳原子及SP3 鍵結的結晶鑽石 的拉曼散射強度隨著晶粒大小的不同會有強度及拉曼位移上的變化 情形，並且此拉曼強度也與入射光的能量有關。而位於1332cm-1 的 鑽石拉曼訊號與晶粒尺寸大小的關係中可以發現，在微米級的鑽石薄 膜中可以量測出但卻無法在15nm 晶粒以下的鑽石薄膜觀察到。而對 於不同入射光能量的拉曼量測而言，因為可見光光子能量接近π 能 態，所以只可激發SP2 態能階的碳原子。而紫外光光子能量較高，大 於π 能態與σ 能態，而可同時激發SP2 及SP3 鍵結的碳原子，所以 可以得到量測出SP3 鍵結的結晶鑽石訊號。 此外，我們對鑽石薄膜表面進行酸化的處理，使其表面的鍵結改 變。並且進行功函數的量測，發現功函數與表面的SP2 碳原子以及 CHx 的結構相關，這些功函數的變化我們以拉曼光譜與紅外線光譜量 測來探討功函數變化原因，而對於不同摻雜的超奈米結晶鑽石 (UNCD)而言，摻雜量的不同造成結構改變以及CHx 的變化，對於功 函數的影響也在本論文中討論，由這些量測我們發現奈米結晶鑽石 (UNCD)在成長方式以及所呈現出的結構及表面特性方面皆有許多異 於NCD、及MCD 的地方。