Abstract
論 文 摘 要本論文主要在研究如何以CVD的方式成長奈米碳管，以及尋找最佳的成長條件，並觀察其成長過程及不同條件對碳管成長的影響。先利用光阻製程及E-Beam Lithography的方式，在樣品上畫出點、線、面等結構，再鍍上催化劑Ni，用Lift Off的方式留下所畫的催化劑圖形。將製作好的樣品放入CVD中成長奈米碳管，在本實驗中主要利用高溫爐加熱方式裂解甲烷( CH4 )，分解出來的碳原子會融入在催化劑上，經由高溫而重新排列而形成奈米碳管。實驗中我們觀察到奈米碳管最初成長的過程，並與理論模型做比較，我們發現奈米碳管的成長主要分別以底部、末端及頂端三種不同模式成長，而成長過程中亦會以分支的形式成長。此外成長環境也會影響奈米碳管的成長，如樣品所放的位置、Ar及CH4的流量比例、溫度、時間、催化劑、外加電場等。由於石英管中溫度並非均勻造成甲烷再不同位置分解速率不一樣；Ar及CH4的流量影響甲烷分解出碳原子數量多寡；時間控制碳管成長的長度；催化劑大小控制碳管的管徑；外加電場可以控制碳管成長的方向。以上種種因素互有關聯，且影響著碳管的成長及品質，故必須找出最佳的成長條件，這在本論文中也是探討的重點之一。