以錫做為催化劑來製備SiOX及Si奈米線及其性質量測

Using Sn as Catalyst to Grow Silicon and SiOx Nanowires and Their Properties

陳品孜(Pin-Zi Chen)

指導教授 ： 林樹均

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2007年)

摘要

本實驗是以單區均溫管式爐加熱，並通入Ar + 10 ％ H2的催化氣體，以熱蒸發法成長奈米線。實驗方式是將SiO粉與Sn粉以重量比6：1混合放入爐管中加熱，將粉末反應溫度設定為1350 °C，隨著基板擺放的遠近沉積溫度也不同，得到的奈米線結構也不同。在沉積溫度為874 °C 及842 °C下可以得到兩種不同形態，但皆以氧化矽非晶外層包覆矽單晶的核殼（Core-Shell）結構。此種結構用CL量測，發現在光譜圖450 nm（藍光）與620 nm（紅光）處有峰值，也可望在發光元件上有應用。另外這些核殼（Core-Shell）結構的奈米線也可量測到場發射性質，且在蝕刻掉外層的非晶層後可以得到較低的起始點場值（1.5 V/μm），而在退火過後能量測到很高的電流密度值（1200 μA/cm2）。

關鍵字

熱蒸發法 ； Si/SiOX核殼奈米線 ； 陰極發光 ； 場發射

參考文獻

1. S. Iijima, Nature, 354, 56,（1991）.

6. R. S. Wagner and W. C. Ellis, Appl. Phys. Lett., 4, 89,（1964）.

7. Y. Wu and P. Yang, J. Am. Chem. Soc., 123, 3165,（2001）.

8. S. T. Lee, N. Wang, Y. F. Zhang, and Y. H. Tang, MRS Bulletin, 24, 36,（1999）.

10. S. T. Lee, N. Wang, and C. S. Lee, Mater. Sci. Eng., A 286, 16, 2000; N. Wang, Y. H. Tang, Y. F. Zhang, C. S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, Chem. Phys. Lett., 299, 237,（1999）.