學位論文

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Has files: YesSubject: search.filters.subject.功函數

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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。
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    溫度與吸附氣體對鈮針場發射特性的影響
    (2014) 石智強; Chih Chiang Shih
    鈮奈米針於先前的研究指出當鈮在9.2K時具有超導性，在此溫度下將其作為一電子源所發射出來的電子束會因為其超導的關係同時具有良好的空間同調性及時間同調性。因此鈮針在當成電子源的研究也具有其重要性。為了更深入了解鈮奈米針的特性及結構，我們將多晶鈮線蝕刻成針尖後置入超高真空環境的場離子顯微鏡，藉由通電流加熱使其形成熱穩定性的奈米針並同時觀察針間的皺化過程，在鈮針尖施加負高壓使針尖場發射出電子，並分析其電子電流的特性。 當鈮針被加熱到1319K時，可以在表面上觀察到4個{310}擴張擠壓{100}面形成皺化的平台，此時在針尖施加負高壓可以觀察到{100}平台由於功函數較低會場發射出電子。而當針尖加熱超1473K時，可以看到{100}面也有擴張的趨勢產生，此時並不會場發射出電子。 測量{100}面時通入不一樣的惰性氣體的場發射電流，經過量測一小時後的電流值會大於一開始所測量到的電流值。而通入氬氣時，一小時後的電流增加幅度比其於氣體小，通入越大分子量的惰性氣體其F-N plots斜率會上升。
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    熱穩態金屬與超導材料奈米針:製備與場發射特性
    (2017) 侯勁龍; Hou, Jin-Long
    本研究以超高真空場離子顯微鏡研究超導材料奈米針的特性。我們使用鈮發展了一套可靠的熱穩態奈米針製程，其針頂分佈形貌為{100}、{310}、{110}、{123} 與{111}面排列而成，且在<100>軸向形成四個{310}面環繞擴張而堆疊的奈米凸起，此結構可作為一個收斂的場發射束使用。經過氖氣或氙氣不同覆量的鋪覆後發現可降低{100}面的功函數，其中使用氖氣可降至最低的功函數條件為5朗繆爾，其值為3.63±0.08 eV，使用氙氣可降至最低的功函數條件為1.7朗繆爾，其值為3.50±0.04 eV，並此最佳條件下均可增加場發射電流的穩定性。此熱穩態的鈮奈米針結構在經過氧氣的場效蝕刻過程後，依然可藉由熱處理而再次重現。最後我們也討論了其他材料系統的熱穩態奈米針特性。