Abstract
氧化釕(RuO2)是少數具有良好金屬導電性的氧化物之一﹐不但塊材室溫電阻率只有35μΩ-cm﹐﹐而且有優良的熱穩定性、化學穩定性。基於以上特性﹐氧化釕奈米線可作為奈米元件中的導線﹐有效解決奈米元件中的奈米線在大氣裡氧化而失效問題﹐不過在應用為導線之前﹐必須先了解氧化釕奈米線的電子傳輸性質。 截至目前已發表的氧化釕奈米晶體製備方法只有碳奈米管模板法﹐而產出的氧化釕晶體只有50~200nm長﹐是奈米短棒(Nanorod)。尚未有人合成出高長寬比的氧化釕奈米線﹐而氧化釕奈米線的電子傳輸性質研究也付之闕如。 本研究利用氧化釕固體在高溫含氧環境中會產生氣態氧化物分子RuO3與RuO4的原理﹐以化學氣相傳輸方式成功製備出導電氧化釕奈米線。在實驗中﹐我們利用CVD過程中的擴散控制機構(Diffusion control)所造成之邊界層(Boundary layer)內晶體軸向成長優勢﹐以氣相-固相反應(Vapor-solid)合成出高異向性的氧化釕奈米線﹐鑑定其成長方向為rutile<001>﹐並改變成長時間與中央溫度﹐找出氧化釕奈米線的較佳成長條件。接著添加金奈米顆粒於基板﹐以催化成長氧化釕奈米線,經鑑定金催化之氧化釕奈米線的成長方向為rutile<110>﹐並討論此氧化釕奈米線成長並非遵循一般之氣-液-固(VLS)機制,而經修正為氣-固-固(VSS)機制。 所製備之氧化釕奈米線經室溫兩點I-V測量﹐其電阻率在105∼275μΩ-cm﹐與氧化釕單晶塊材相近﹐可證明所合成之氧化釕奈米線為高品質之單晶。而在量測過程中發現奈米線對於靜電與儀器突波相當敏感。