Abstract
本論文主要是以一種有效且經濟的製程方法控制氧化鋅奈米線的尺寸，並觀察在不同尺寸下氧化鋅奈米線其光激發特性變化的情形。實驗分為兩個重點，第一部份為利用不同尺寸的金催化劑來控制奈米線之線徑大小。另外在成長過程中亦同時觀察不同製程條件下奈米線型態的變化。第二個重點為材料分析的部分，我們以XRD、場發射掃瞄式電子顯微鏡(FESEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)與X光能量分散光譜(EDS)分析奈米線的成分及微結構，並統計出奈米線之線徑分佈。最後利用光激螢光光譜儀(PL)測量出不同尺寸之氧化鋅奈米線其光激發特性變化的情形。並分析氧化鋅奈米線尺寸大小與光激發性質之間的關係。我們觀察到成長過程中基板溫度不同時，沈積物的型態差異相當大，必須在一適當的溫度下才會完全成長出氧化鋅奈米線。當製程壓力從200Pa降到80Pa時，產物的型態由奈米線轉變為奈米帶，且帶狀產物的成長方向為 及 方向。透過XRD及TEM的分析結果可知，氧化鋅奈米線的結構為六方纖鋅結構。每根奈米線均為單晶結構並沿著[0001]的方向成長，奈米線中並無觀察到疊差等缺陷存在。而經由EDS成分分析，定量之結果顯示奈米線中鋅及氧的原子重量百分比約為51：49。PL量測的結果顯示氧化鋅奈米線有兩個emission band，UV emission的波長約為378~381nm左右；另一個激發帶為Green light emission，其波長範圍分佈較廣，大致從470nm分佈到500nm。分別觀察不同尺寸氧化鋅奈米線的PL數據，發現紫外光及綠光激發光的能帶並沒有因為尺寸的縮小而發生藍移的現象。在激發光強度變化的部分，可發現隨著奈米線尺寸的縮小，綠光相對於UV光的強度漸漸變大。