以熱氧化法製備氧化銅奈米線與鋅/氧化銅奈米線異質結構及其特性研究

Translated title of the thesis: Investigation on the Fabrication and Properties of CuO Nanowires and Zn/CuO Nanowire Heterostructures with Thermal Oxidation
  • 許 修銘

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文之研究方向是以熱氧化法來成長CuO奈米線並探討其生長機制以及各種成長參數對形貌之影響,另外藉由Zn金屬蒸氣進行改質,產生Zn/CuO奈米線異質結構。最後進行物理特性的量測,並對改質前後的奈米結構進行比較。 成長參數方面,本實驗分別變化退火溫度 (Annealing temperature)、持溫時間 (Oxidation time)、壓力 (Pressure) 以及基材預加工等部分來探討。發現在退火溫度350~750的區間內有奈米線之生成,過高與過低的溫度並不適合奈米線的成長,且溫度之高低與奈米線線徑之粗細存在正相關關係。在變化持溫時間的實驗中,最長進行了20小時的持溫,並且觀察到奈米線的長度隨著時間的延長有增長的情形,最長可以超過20μm,但時間的延長同時也降低了奈米線的數量密度。在低壓的實驗中,並沒有奈米線的產出,這是由於爐管內部氧氣濃度不足的緣故。最後比較基材預加工情形的實驗,採用了三種不同厚度的銅基板為實驗原料,基材的預加工使得銅片具有不同的厚度,也產生不同的微結構,此微結構的將影響退火後產出的奈米線形貌。 以熱氧化法成長氧化銅奈米線主要是藉由銅基板氧化後,於其上成長出的氧化亞銅與氧化銅介面處所累積的應力所誘發的。此應力藉由成長出奈米線的方式得到釋放,並且來自基板的銅原子,以晶界為路徑進行擴散,增長奈米線的長度。 改質的實驗,採用將已成長奈米線之基材再次放入爐管之內,並以Ar攜帶Zn金屬蒸氣的方式進行,成長出了Zn/CuO的奈米異質結構。最後量測了奈米線的物理特性,包含:光致螢光 (PL)、場發射性質 (Field emission)、磁性以及電傳導性質,並且進行了改質前後奈米線的特性比較。
Date of Award2016 Sep 6
Original languageChinese
SupervisorKuo-Chang Lu (Supervisor)

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