Abstract
原子力顯微鏡（atomic force microscope, AFM）屬於掃描探針顯微術(scanning probe microscope, SPM)其中的一種顯微技術，可做為各種薄膜粗糙度(roughness)檢測及微觀表面結構研究的重要工具，以往是以矽(Si)或氮化矽(Si3N4)作為此種顯微鏡的懸臂探針，雖然微加工技術一直在進步，但此類懸臂探針由於受限於幾何形狀和材質，對於掃描後的影像會有先天上的缺點而無法提高解析度，也因此限制AFM的發展和應用。近年來所發現新的碳結構材料〝奈米碳管(Carbon nanotubes, CNTs) 〞因為碳管獨特的結構(直徑小、高縱寬比)，再加上優異的機械性質、穩定的化學性質，使得它成為有機會成為提昇AFM解析度的理想探針替代材料。本論文的研究內容，在於製備出以奈米碳管為probe的AFM掃描探針。根據本實驗室既有的研究成果，我們已能在電感耦合式電漿化學氣相沉積系統(ICP-CVD)的機台中成長出準直性良好的奈米碳管。碳管末端直徑大約為100 nm、長度為2μm。以目前AFM探針對於針尖曲率半徑的要求，100 nm還不夠小。雖然目前Si或Si3N4尖端的曲率半徑已經達到5 nm，對於需要超高解析度的結構影像已能達到滿足。但是奈米碳管原子力顯微鏡探針最大的優勢來自於奈米本身的高縱寬比與優秀的機械特性，在平面結構之表面粗糙度以及生物樣品有極具潛力的用途。因此針對在ICP-CVD所製備的碳管，其催化劑在碳管頂部的特性。以成長製程參數的控制以及電漿後處理的方法，縮小碳管末端的曲率半徑。希望提供另一種AFM探針的製程方法；並且製作出針尖為接近十奈米等級的AFM碳管探針。