利用水熱法在氮化鎵基板、鍺基板以及矽基板成長之氧化鋅奈米柱之特性的研究

Fabrication and Material Analysis of Zinc Oxide Nanorods Grown on Gallium Nitride , Germanium, and Silicon Substrates

王聖心(Sheng-Hsin Wang)

指導教授 ： 陳祥

國立暨南國際大學/科技學院/應用材料及光電工程學系/碩士(2015年)

摘要

在這篇論文章中，我們使用非真空的製作方式製作氧化鋅奈米柱的晶種層在不同的基板上面進行成長。氧化鋅奈米柱的成長是使用水熱法，與其他的成長法相比較為低溫低壓的環境之下生長。
水熱法生長的氧化鋅奈米柱，可以利用XRD進行觀察，藉由不同的角度拍攝基板，比較出基板彼此之間的不同，在進一步藉由ESCA或是FE-SEM進行觀察，分析出基板彼此之間的不同，造就不同的成果。
在實驗中我們看出來了氧化鋅奈米柱可以在穩定的晶種層上面進行成長。經由水熱法的成長以後，使的氧化鋅可以成功的附著於基板上面，接著嘗試在不同的基板上面分別摻入不同的物質，分別在鍺基板上加入金粒子，使的表面上出現奈米金粒子的顆粒，讓金粒子的特性表現出來；另外在鍺基板上面滴入奈米碳管，嘗試著讓基板能有更好的導電度；氮化鎵基板中加入金粒子以及奈米碳管讓當中摻入粒子的特性可以表現出來。最後則是在矽基板上面加入奈米碳管再進行旋塗的動作，比較奈米碳管在影響生長於矽基板上面的氧化鋅奈米柱的特性以及成長的差異性，在當中發現先摻入奈米碳管以後再進行氧化鋅奈米柱成長的基板較難以讓柱體垂直於基板，上述的研究觀測方式皆是使用FE-SEM、XRD或是EDX來進行比較氧化鋅成長於不同基板的特性變化。

關鍵字

氧化鋅奈米柱 ； 氧化鋅晶種層 ； 水熱法 ； 基版 ； 奈米粒子 ； 場發射掃描式電子顯微鏡

並列摘要

In this thesis, we use a sol gel-hydrothermal method to deposit a seed layer and then grow ZnO nanorods on different substrates. The ZnO nanorods can be characterized by multiple material analysis techniques. The crystalline structures can be observed by XRD, the compositions can be monitored by EDX, and the surface morphologies can be examined by FESEM. Therefore, the connections between material properties and experimental parameters can be built.
Results indicate that ZnO nanorods can adhere well on the various flat substrates. We can grow high-quality ZnO nanorods with sol gel-hydrothermal method. Moreover, different nanoparticles can be spread on the nanorods to vary physical or chemical behaviors. For example, Au nanoparticles, carbon nanotubes or graphene have been incorporated on the top of the nanorods. Similarly, the material properties of these nano-composites are characterized by by EDX, XRD and FE-SEM.

並列關鍵字

Zinc Oxide nanorods ； Zinc Oxide seed layer ； hydrothermal methods ； substrate ； nanoparticles ； FE-SEM

參考文獻

參考文獻

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