Abstract
本論文主要是採用離子佈植的方法來參雜Fe於ZnO奈米線中，再利用各種儀器設備來分析ZnO奈米線型態與其性質。包括用掃瞄式電子顯微鏡分析佈植前後ZnO奈米線表面型態，穿透式電子顯微鏡分析ZnO奈米線晶體結構及晶格影像、X光能量分散光譜以及電子損失能譜儀作材料元素成分分析，以及利用光激螢光光譜儀分析佈植Fe後的ZnO奈米線的光激發特性，並利用超導量子干涉磁量儀來量測佈植Fe後的ZnO奈米線的磁性質。我們觀察到Fe離子佈植會影響ZnO奈米線的結構，並且隨著佈植劑量的增高，ZnO奈米線被破壞的情況也越嚴重。離子佈植後的ZnO奈米線表面不平整，有許多疊差產生。EDS分析發現隨著佈植劑量的增加而使Fe含量增加了。在EELS中可以清楚看到Fe的L2、L3的特徵峰值，證實Fe在ZnO奈米線中的存在。利用EDS-map來觀察Zn、Fe與O在奈米線中分佈的情況可以發現Fe在ZnO奈米線中是雖然濃度相較於Zn、O的濃度是較稀疏，但整體是均勻分佈在ZnO奈米線中而沒有特別聚集的現象。分析三組不同佈植劑量試片在溫度為5K與300K時的M-H變化，發現三組試片皆具有微小的磁性，熱能的擾動影響磁化量的方向。從EDS的結果可以證明並不可能有ZnFe2O4存在，由高分辨影像與EDS-map也可證實在ZnO奈米線中Fe並未形成團聚(cluster)，故磁性的來源很可能是來自Fe在ZnO奈米線中所貢獻出來的。PL圖譜中都可觀察到ZnO奈米線有兩個激發峰，分別落在紫外光範圍（波長約為375~380nm），激發峰的強度較小；與落在綠光範圍(450nm~ 550nm)，此綠光激發峰的強度相當高，大致從並且隨著佈植劑量的增加，紫外光與綠光激發峰的強度都降低了。