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晶格應變對氮化鋁半導體磁性影響之研究

烏采結構的三族金屬氮化物為具有新穎磁性的光電材料，為瞭解在氮化鋁中晶格應變對其磁性的影響，本研究以快速熱退火處理方式調變氮化鋁晶格應變，利用X-ray繞射儀、EDX、PL以及拉曼光譜分析其晶格結構，探討熱退火處理方法對氮化鋁晶格結構所引起的變化。結果顯示氮化鋁為高品質烏采晶型的多晶薄膜，EDX分析顯示在不同退火溫度條件下，會使N/Al比例改變，但是比值都大於1，即樣品的氮（N）原子百分比均大於鋁（Al）原子百分，說明樣品中存在原子空缺，Al原子空缺數應多於N原子空缺數；由樣品的PL光譜可得知與Al原子相關之空缺為VAl2- 或VAl3-的型態，電性量測結果顯示樣品均為高阻值特性。藉由Williamson-Hall plot分析法得知在不同退火溫度條件下，熱退火處理會使氮化鋁晶格結構的應變變小，同時影響晶粒尺寸；由拉曼量測顯示氮化鋁晶型沒有發生明顯的變化，但是晶格結構中應變的變化會造成聲子結構的改變，其A1（LO）峰值呈現與應變相依的變化，而E2（high）、 E1（TO）與A1（TO）峰值均往高頻偏移。振動樣品磁力計（VSM）量測磁性結果發現，氮化鋁樣品在室溫時具有明顯的磁滯曲線，熱退火處理會使其飽和磁化強度減少，然而飽和磁化強度變化的趨勢與N/Al比例的關聯並不明顯，但是和晶格應變量的減少較為一致。其中未退火處理的氮化鋁有最高的飽和磁化強度為20.3 emu/g，殘留磁化強度為0.4 emu/g，矯頑磁場為140 Oe；以1000oC退火處理的氮化鋁，其矯頑磁場則可增至257 Oe。根據BMP（束縛極化子）理論模型得知，晶格應變與束縛極化子的形成有關，我們推測應變量大的晶格可能有較高的形變能量，以致提高束縛極化子間耦合作用因此造成較大的飽和磁化強度。因此影響烏采結構氮化鋁（wz-AlN）磁性的主要機制，可藉由陽離子空缺所引發磁矩的理論模型說明，我們推測由晶格應變場引發的束縛極化子理論模型也是傳遞磁交換交互作用的重要媒介。

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錫鉍渣回收再生技術研發

由於無鉛銲錫材料使用過程會產生氧化渣，如以國內使用無鉛銲錫材料之產業規模來看，初估每使用1公噸無鉛銲錫材料會產生約20∼30﹪之氧化渣；如只針對錫(48%)/鉍(52%) 合金系列之無鉛銲錫材料為例，其衍生的錫鉍渣已無法直接回收再使用，而變為事業廢棄物，但如以金屬資源來探討的話，則極具有資源回收效益。一般自金屬廢料中回收貴金屬，可概略粗分為幾個歩聚(1)富集－除去大部份的雜物(2)提升品質－除去更多的卑金屬污染物(3)精煉－提純至市場可接受的純度。因此不管使用乾式法(如氯化、焙燒等)、濕式法(如離子交換、溶劑萃取等)或乾濕混合法，如何組合並將各種稀有貴金屬逐次分類、分離之流程開發，則是未來值得重視的課題。本研究為開發回收無鉛銲料的金屬，將以傳統回收焊錫技術為基礎，加以改良，使用熔煉、化學分離法以及電解等不同方法將銲錫廢料中所含各種金屬分離後分別回收，並且探討精煉回收物的可行性及回收率，並建立較佳的純化與回收參數，以達到廢棄物減量及資源再生之雙重目的。 本論文證實可回收『廢錫鉍渣』中之有價金屬，結合酸浸，分離、複分解等單元，去除廢錫鉍渣之幹擾物，產製符合工業規格之鉍鹽或化合物等。如純度≧90％以上氧化鉍及錫回收率88％以上的粗錫泥，以做為提昇氧化鉍純度及錫回收率之基礎。

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晶圓切割廢棄物資源化之研究

近年來科技快速發展，能源的需求日益漸增，替代能源之發展為現今相當重要之議題。太陽能為再生能源之一，其符合現今永續發展之條件，但其於矽晶圓切割製程中會產生大量切割廢棄物，這些廢棄物中除切割油外，還包含碳化矽、矽，若能有效回收再利用，不僅解決廢棄物衍生之問題，同時能降低生產成本。 本研究利用物理分選的技術，搭配添加微量酸、鹼進行純化，回收矽晶圓切割廢棄物中的碳化矽及矽，使其資源化再利用。研究分為三階段，第一階段以濕式渦錐將矽晶圓切割廢棄物分為碳化矽及矽兩項產品，第二階段及第三階段則分別針對碳化矽及矽進行純化，僅以物理分選技術處理可回收純度為98 %的碳化矽及79 %的矽；添加微量酸鹼處理後則可回收純度99.8 %碳化矽及83.5 %之矽，其中碳化矽回收率可達88%以上，達到廢棄物減量、同時回收再利用以降低原料需求之目的。

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利用田口法最佳化銅基汽機車廢氣轉化觸媒之製備

現今的汽機車廢氣觸媒大部分都使用昂貴的白金（Pt）、鈀(Pd)等貴重金屬，本研究利用燃燒法合成混合不同元素的氧化物作為觸媒，以取代貴重金屬。 透過田口法直交表L18(21x37)進行規劃，以銅基添加Ce、Co、Mn、Cr、Zn、Ni、Al、Fe八種元素，製成不含貴金屬的銅基觸媒，以HORIBA廢氣分析儀進行機車廢氣檢測，結果顯示觸媒對於一氧化碳的平均轉換率最佳，最高可達59%，對於碳氫化合物的平均轉換率最高約為50%，而氮氧化合物的平均轉換率最高約為49 %。而經由田口品質分析最佳化配比所製成之觸媒催化結果顯示，一氧化碳轉換率約為51%，碳氫化合物轉換率約為60%，氮氧化合物轉換率約為60 %，可觀察到碳氫化合物與氮氧化合物轉換率明顯上升約10%，雖一氧化碳轉換率無提升，但是卻將實驗所規劃之範圍裡，將一氧化碳、碳氫化合物及氮氧化合物轉換率達到變異小、品質佳之最佳狀態，而再與最高轉換率商用觸媒相較(商用觸媒一氧化碳最高轉換率約為51%；碳氧化合物最高轉換率約為25%；氮氧化合物最高轉換率約為54%)，更加提升催化轉換率效果。