學位論文
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Item 運用昆拉赫振盪量測局域功函數及研究其與電子結構之相互作用(2010) 林俊良; Chun-Liang Lin利用掃描穿隧能譜術可以探測高於真空能階之後的電子結構，包括穿透共振與昆拉赫震盪都可以於能譜中顯現。在銀薄膜於矽(111)7×7表面與金(111)表面的量測中發現昆拉赫震盪的峰值強度會隨著區域的不同而有所差異，這個差異是源自於各區域對電子的穿透率不同所產生，因而可以被運用來解析介面及表面的結構。另一個具有一般性的現象也在實驗中被觀察到，那就是即便昆拉赫震盪強度是具有局域性的差異，其總強度是守恒的，此外，藉由量測銀(100)表面的昆拉赫震盪，證明了塊材的能帶結構在某個表面上的投影是與穿透背景相關的。同時，藉由觀察銀薄膜在金屬基材上的穿透共振可以了解穿透共振會受到介面電子結構的影響，其發生與介面電子結構是否具有「類能隙特徵」有很大的關連性。另一方面，觀察銀/金(111)、銀/銅(111)與鈷/銅(111)三個系統的昆拉赫震盪，我們證實了薄膜與基底間的功函差異並非最低階峰值的能量平移，反而應該是存在於高階中的固定能量平移，因此高階的昆拉赫震盪可運用於精確地量測薄膜的功函數，故可用來量測具有量子井態的鉛島之震盪的功函數，從六層到十五層的實驗結果中發現其量測到的震盪形式與先前理論計算的結果相當吻合，由於鉛是一層一層地成長，我們發現功函數的增減與鉛島中已佔據的量子井態增減相關。最後，同樣是藉由掃描穿隧能譜術，碳六時薄膜在金屬基材上從費米能階到超過真空能階的電子結構被清楚地解析出來，結果顯示除了一般熟知的最低未填滿分子軌域加一(LUMO+1)及加二(LUMO+2)之外，一些額外與「超級原子分子軌域」相關的次能帶也顯現出來，甚至是在超過真空能階之後，我們認為碳六十分子薄膜的電子軌域之極限應該不是真空能階，而是電子游離能。此外，我們也發現能譜中在超過游離能之後的額外特徵，此特徵應該是屬於電子受到分子薄膜干涉的結果。Item 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。Item 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。