Abstract
本實驗使用兩種方法在細小的鎢針針尖上成長奈米碳管，第一種方法為利用本實驗室自製的射頻輔助熱燈絲化學氣相沉積系統(radio frequency (RF) assisted hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) )在鎢針針尖上直接成長奈米碳管;第二種方法為利用介電電泳法(dielectrophoresis)將溶液中的奈米碳管吸附在鎢針針尖上。藉由奈米碳管其細長與彈性的優點，這種將奈米碳管附著在針尖的鎢針可以作為微探針，以改善掃描式穿隧顯微鏡或原子力顯微鏡系統中所使用的探針所面臨的問題：此種探針較為脆弱，成本又高。本研究利用自製的探針藉由場致氧化效應方法在Si基板上進行製作微結構。實驗結果顯示有奈米碳管的鎢針所製作出來的微結構其效果較好，氧化範圍較小。探針方面，沒有奈米碳管的鎢針容易損壞，而有奈米碳管的鎢針則有較耐磨損之特點。 此外，我們也利用附著奈米碳管的鎢針作為掃描式穿隧顯微鏡的探針，掃描HOPG的原子形貌圖。我們希望藉由碳管良好的導電性和極細的針尖，能夠掃描出更好的原子形貌圖。但是，實驗結果顯示，它的效果不如預期，可能原因為以介電電泳法所成長的碳管，其和鎢針之間的接觸點導電性不佳所致。 最後，我們利用STM技術探討了鑽石薄膜微區的場發射特性，結果顯示，鑽石膜晶界的場發射電流大於晶面之場發射電流。