Abstract
本論文研究主要是在高溫的退火爐中以熱蒸鍍的方式成長出Zn0.96Cu0.04O奈米線，接著再利用離子佈植的原理將Fe摻雜入成長於石英基板之奈米線中。根據文獻上指出：具有銅的成分之ZnO塊材再摻雜磁性原子得到的磁性結果會比沒有銅成分的ZnO塊材來的好。所以本論文主要的討論主題為：將Fe原子佈植於摻有銅的Zn0.96Cu0.04O奈米線中，然後再利用穿透式電子顯微鏡、掃瞄式電子顯微鏡、X光能量分散光譜與電子損失能譜儀、超導量子干涉磁量儀等設備來觀察研究在不同的Fe佈植劑量、退火溫度下，其微結構與磁性的結果。 利用電子顯微鏡發現離子佈植會影響Zn0.96Cu0.04O奈米線的結構，並且隨著佈植劑量的增高到5×1016cm-2，奈米線被破壞的情況也越明顯。佈植後的奈米線表面並不平整，應是佈植所造成的損傷。接著將離子佈值後之Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線於600℃及700℃的退火溫度下做熱處理，我們發現在700℃退火的樣品磁性質的表現明顯較600℃退火差，這是由於700℃退火時產生了反鐵磁相的析出物ZnFe2O4導致。 因此我們針對600℃退火的樣品來做研究。由EDS-map可以觀察到經過600℃退火後的Fe確實是均勻分佈在稀磁半導體Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線中，而沒有特別聚集的現象。而在EELS中可以清楚觀察到Fe之L2、L3的特徵峰值，證實了鐵在Zn0.96Cu0.04O奈米線中的存在，並且發現Fe的氧化態較接近（Fe+2）。並且利用超導量子干涉磁量儀量測600°C退火之Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線的磁性與溫度的關係圖，發現量測到的訊號為鐵磁訊號，且所測得的磁化量到300K皆不為0，呈現室溫的鐵磁行為。