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以化學氣相沉積法增強陶瓷支架之機械性質

具有三圍結構及生物相容性的多孔陶瓷材料被視為骨修復或替代的理想材料。孔洞彼此間的高度相連性為成骨細胞提供了大表面積，用以加速骨頭的自我修復機制，且陶瓷支架最終會被吸收，不會長期停留於人體。然而，傳統的製程無法精確控制孔洞的大小及形狀。陶瓷支架機械性質上的限制，使其無法被應用於承受高荷重之部位。本研究我們製備兩種不同類型的陶瓷支架來仿造多孔骨的結構及機械性質，一種為天然、去蛋白化牛多孔骨，另一種則利用冷凍鑄造法合成的多孔的氧化鋁陶瓷支架。掃描式電子顯微鏡(SEM)以及超高解析度斷層掃描儀(μ-CT)成果證實利用上述兩種方法，均能製備出具有三維結構的多孔陶瓷。利用氣相沉積聚合法進一步地將陶瓷支架鍍上高分子層來增強其機械性質，並以壓縮測試法測量。結果顯示，鍍有高分子的支架在機械性質的表現上具有顯著的改善，與天然多孔骨相當。藉由調控不同的實驗參數（例如冷卻速度、單分子溶液的量、嫁接和退火），可控制並改良其微結構與機械性質。本研究亦探討此高分子/陶瓷複合材料之韌化機制，包含裂縫撓曲偏折、未斷裂區域橋接以及微裂縫生成等。期望此研究成果能進一步地應用於生醫領域，或發展兼具超輕量化以多功能之仿生複合材料。

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室溫下應力誘發氧化鋅奈米晶體成長與機制研究

由於良好的光電特性，一維氧化物的奈米結構已被廣泛研究。高溫的氣相成長法與低溫的水溶液法也已被用來製備多種氧化物的奈米結構。然而要將這些奈米結構做應用的圖型化生長，往往需要複雜的製備過程、較高的反應溫度、昂貴的設備、化學藥劑與晶種層的使用等等。本研究利用奈米壓痕儀在常溫與不使用化學藥劑的情況下，直接對 ZnO 與 TiO2 的氧化物薄膜進行壓痕與刮痕測試，透過應力誘發的方式來成長一維的 ZnO 與 TiO2 奈米結構。由於極大應力的施加使得氧化物表面產生斷鍵，並在潮濕的氛圍下隨後產生水解反應與晶體重構 (定義為 斷鍵-水解-重構 的機制)，隨後自發性成長一維氧化物的奈米結構。此一維氧化物奈米結構直接從薄膜上選擇定位生長的方法，也為未來一維氧化物奈米結構作圖形化生長提供了一個環保且新穎的方法。

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硫化鋅鎘三元奈米線之合成、鑑定與能隙可調變性之研究

近年來，許多研究團隊都致力於三元合金半導體奈米線之研究，藉由調變三元合金之能隙以改變半導體之結構與光性質，使三元合金半導體比二元半導體蘊藏著更多變的、更特殊的特徵；光電性質的可調變性使得三元合金半導體奈米線被廣泛的運用在可變波長式奈米雷射、光檢測器、發光二極體及光伏元件上。硫化鎘與硫化鋅皆為相當重要且被廣為使用在光電元件上的二六族半導體材料，將硫化鎘及硫化鋅混合形成三元合金更可使其使用光譜範圍擴大。 在此研究中，利用單一步驟之氣-液-固相成長反應，成長出硫化鋅鎘三元半導體奈米線，藉由控制沉積區的溫度，可以在單一試片上生長出各種不同合金成分之硫化鋅鎘奈米線，從X-ray 繞射分析儀中可以得到所有的奈米線沒有相分離且皆為纖鋅礦結構，在光致發光量測中可以得到硫化鋅鎘奈米線的能隙可從富硫化鎘的綠光端 (508 nm) 調變至富硫化鋅的紫外光端 (360 nm)，此代表藉由控制奈米線的沉積溫度，我們可以自由控制硫化鋅鎘三元合金的成分、結構以及能隙。