學位論文

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    石墨烯在不同基板上的偏振解析拉曼光譜
    (2021) 張瑀真; Chang, Yu-Chen
    石墨烯為一種單層碳原子構成蜂巢狀二維平面的特殊材料，自2004年開始，單層的石墨烯成功地被塊狀的石墨剝離後，近幾年大家開始探索且研發其他更多不同導電特性的二維材料。石墨烯具有獨特的高導電、高導熱以及對光的高敏感性而備受重視。本研究利用化學溶劑濕式蝕刻法以及氣泡轉移法，以在不影響石墨烯品質的情況下轉移到矽基板，測量石墨烯二維材料的原子振動反應並探討與其基板的交互作用情形，利用偏振拉曼光譜儀系統量測原子振動的偏振狀態。本研究使用不同偏振態的入射光 （圓偏振光、線性偏振光）照射石墨烯樣品，讓石墨烯因在不同基板上的耦合效應不同而破壞了簡併振動帶，因而使得簡併聲子振動比例有所不同，也導致偏振拉曼振動狀態和振動強度的改變。我們更進一步利用石墨烯中簡併聲子振動帶的特性量測到二維材料具有旋光轉換的效應。本研究也將會介紹如何使用偏振程度（Degree of polarization）的算式結合拉曼光譜來了解不同基板上石墨烯原子振動狀態的偏振特性並能夠藉由數值模擬來驗證實驗結果。這些成果及實驗方法將有助於深入研究光與二維材料與基板交互作用，探討更多基本的材料物理特性及未來可能的應用。
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    半導體奈米帶與奈米線之光譜研究
    (2004) 車吉平; Chi-Ping Che
    我們探討三氧化二鎵奈米線、奈米帶、以及單一磷化鎵奈米線的表面結構、電性、與光譜特性，擴展先前群集奈米線的量測至奈米帶與單一奈米線的研究。 在三氧化二鎵奈米結構的研究中，首先，由全頻光譜的分析，我們發現11個紅外光活性振動模以及4個電子吸收帶，包括相近於塊材能隙的吸收峰。由拉曼散射光譜的分析，我們發現奈米帶的拉曼活性振動模與奈米線相近，並且沒有明顯的共振效應；隨著樣品的溫度升高，這些拉曼振動模的頻率往低頻偏移以及半高寬變寬，此變化的幅度與其他三五族半導體比較，顯得異常的小。 在單一磷化鎵奈米線的拉曼散射光譜研究中，我們發現其拉曼活性振動模與單晶相較之下，其頻率會往低頻偏移，並且形狀較為不對稱，我們以聲子侷限效應、雷射的熱效應、與電漿子耦合效應解釋此現象，並且發現電漿子耦合效應的模擬結果最能符合實驗結果。由偏振拉曼光譜的分析，我們發現入射光電場偏振方向與拉曼振動模強度之關係違背了馬勒斯定律，我們推測由於奈米線的直徑對長度之比值極小，這種結構的獨特性導致了異常的偏振拉曼光譜特徵。由偏振螢光光譜的分析，我們發現當入射光及散射光電場偏振方向與樣品長軸一致時，磷化鎵奈米線於2.16 eV處呈現一顯著的螢光訊號。