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電漿輔助化學氣相沉積法合成單層奈米碳管之研究
Thesis

電漿輔助化學氣相沉積法合成單層奈米碳管之研究

楊朝順
Masters, 國立清華大學, 工程與系統科學系
2004

Abstract

單層奈米碳管 電漿輔助成長 PECVD SWNT
本研究是探討電漿輔助化學氣相沉積法(Plasma-Enhanced CVD, PECVD)低溫成長單層奈米碳管(single-wall carbon nanotube),利用電漿解離和游離碳氫氣體(CH4)有效降低製程溫度,目前已可於500℃基板溫度成功成長單層奈米碳管。 本研究探討製程參數如:溫度、成長時間、ICP 功率這些對CNT成長的影響,並且在找出最佳參數,在實驗結果發現溫度對於成長單層奈米探管的成長與否,以及試片上碳管品質有一個明顯的趨勢(利用拉曼光譜(Micro-Raman Spectroscopy)分析得知),越低溫便越不易成長單層奈米碳管,並且碳結構越差且雜質越多(以拉曼光譜的 ID/IG 得知);成長時間方面主要是控制在適當的時間,使碳管可以成長到最長的長度,並且避免過長的時間造成催化金屬被毒化後還持續的累積雜質造成ID/IG變高;最後在ICP 功率主要發現當功率越低時,越適合單層奈米碳管的成長,且ID/IG 也會隨著功率的下降而下降,不過當低於某ㄧ個功率時將無法成長奈米碳管。 最後根據我的研究可以成功在500℃的低溫成長單層奈米碳管, 這個溫度比起熱裂解式化學氣相沉積法的成長溫度已大大的降低,所 以利用電漿輔助成長的確大大的降低溫度,也說明了電漿對於低溫成 長的重要性。

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