➤ 清大材料
×

研究成果

由於科技的快速發展,材料製造技術尺寸已由微米、次微米、而逐漸發展到奈米級精密處理,因此「奈米材料及技術」的地位也日益重要,並且被公認為本世紀最重要的科技之一,世界各國都投入大量的心血和金錢從事其相關的研究。本實驗室致力於發展掃描探針顯微術 (SPM) 及相關奈米技術,目前研究成果如下:奈米材料氣體感測紫外光感測光觸媒奈米檢測奈米微影

氧化鋅奈米線

爐管法

藉由三段升溫爐管成長,將處理好的基板置入中溫區段,將裝有鋅粉與碳粉的氧化鋁鉗鍋置入高溫區段,以機械幫浦抽真空數分鐘後通入氬氣與氧氣,藉由Thermal evaporation成長出氧化鋅奈米線。

爐管法結果

SEM images of (a) as-grown, (b) Cu2O NPs modified, (c) Ag NPs modified, and (d) Cu2O and Ag NPs co-modified ZnO NWs. The insets are enlarged NWs images. (e) A TEM image of a co-modified NW. (f) A high resolution image of a single NP, which is a combination of a Cu2O and an Ag NPs. (g), (h) Fourier transform patterns of the two individual NPs.

水溶液法

先將醋酸鋅酒精溶液中加入適當量的氫氧化鈉調整pH值,放入烘箱內三小時,製得晶種液;接著把晶種液佈於基板上,放入硝酸鋅與HMTA混合水溶液中,在烘箱內反應七小時,即成長出氧化鋅奈米線。

水溶液法結果

(a) ZnO NWs grown on 10 cm x 10 cm substrate. SEM images of (b) as-grown, and (c) Ag NPs modified by the solution method.

金屬奈米線

利用原子力顯微鏡 (atomic force microscopy, AFM)的微影技術,以探針機械力加工方式,在鍍有PMMA薄膜的矽基板上,刻畫出奈米溝槽,再利用離子濺鍍或電子束蒸鍍,鍍上約20 nm厚的金屬,進行去阻劑製程 (lift-off) ,如此可得到金屬奈米線陣列。而以白光光源,在光學顯微鏡暗視野 (dark field) 模式下,可得到奈米線的散射光影像,也就是區域表面電漿共振 (localized surface plasmon resonance, LSPR) 的光學影像,並將散射光收集到光纖,送進光譜儀,分析其共振光譜特性 。

Figure 1 單根金奈米線之(a)SEM影像, (b) 奈米線短軸斷面TEM影像. 單根金奈米線(寬度70 nm及厚度 22 nm)之(c) 光學暗視野影像及(d)其散射光譜, 峰值分別為490 nm(藍光)及628 nm (紅光)

Figure 2 於不同偏振方向入射光(相對奈米線長軸)之光學暗視野影像(a) 平行, alpha= 0 °及(b)垂直, alpha= 90°. (c)未偏振及偏振入射光下的散射光譜. 當入射光偏振時,散射強度於平行時最強,垂直時最弱(每隔15 °量測).