| 研究生: |
張孟邦 Chang, Meng-Pang |
|---|---|
| 論文名稱: |
熱碳還原法在ZnO薄膜上生長ZnGa2O4奈米線 Growth of ZnGa2O4 nanowires on a ZnO film by carbothermal reduction |
| 指導教授: |
林文台
Lin, Wen-Tai |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 材料科學及工程學系 Department of Materials Science and Engineering |
| 論文出版年: | 2010 |
| 畢業學年度: | 98 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 91 |
| 中文關鍵詞: | ZnGa2O4奈米線 、ZnO薄膜 、熱碳還原法 |
| 外文關鍵詞: | ZnGa2O4 nanowires, ZnO film, carbothermal reduction |
| 相關次數: | 點閱:65 下載:1 |
| 分享至: |
| 查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
利用熱碳還原法經由還原Ga2O3粉末可以在ZnO覆蓋的Si基板上生長ZnGa2O4奈米線,當Ga2O3粉末的重量控制在0.3-0.4克在溫度550-650℃和ZnO薄膜厚度為0.9μm的條件下可生長出大量且純的ZnGa2O4奈米線。而較薄的ZnO薄膜、較多Ga2O3粉末和把基板放置較高溫將會生長Ga2O3奈米帶。ZnGa2O4奈米線的生長機制是依循VS的生長機制。而經由光激發光譜分析(Photoluminescence,PL)的量測可發現ZnGa2O4奈米線的發光峰值約在460-480nm之間。
The growth of ZnGa2O4 nanowires (NWs) on ZnO-coated Si substrates by carbothermal reduction of Ga2O3 powder as a function of the thickness of ZnO film and the weight of Ga2O3 powder was studied. With the weight of Ga2O3 powder held at 0.3-0.4 g, abundant and pure ZnGa2O4 NWs could grow at 550-650℃ on the 0.9 μm-thick ZnO film. Thinner ZnO film, more Ga2O3 powder, and higher substrate temperature favored the growth of Ga2O3 nanobelts. The growth of ZnGa2O4 NWs followed the vapor-solid process. The photolumescence spectra of ZnGa2O4 NWs showed the emission peaks around 460-480 nm.
1. R. Feynman, “Plenty of Room at the Bottom”, APS Annual Meeting (1959)
2. K. Eric Drexler, “Engines of Creation The Coming Era of Nanotechnology”, Anchor Books, New York (1986)
3. 盧永坤, “奈米科技概論”,滄海書局(2005)
4. 劉仲明、郭東瀛, “奈米材料”, 經濟部工業局(2002)
5. 李世光, “奈米科學與技術導論”, 經濟部工業局(2002)
6. Ryogo Kubo, J. Phys. Soc. Jpn. 17 , pp. 975-986 (1962)
7. Selvakumar V. Nair, and Yasuaki Masumoto, Jpn. J. Appl. Phys. 38 pp.581-584 (1999)
8. Y. Wang, N. Herron, J. Phys. Chem. 95, 525 (1991).
9. Fanhao. Zeng, X. Zhang, Jin.Wang, Lisheng. Wang, and Lina. Zhang, Nanotechnology 15 596–600 (2004)
10. 馮榮豐、陳錫添, “奈米工程概論”,全華科技(2004)
11. 吳季珍、陳貴賢“一維奈米材料的研究”,物理雙月刊(廿三卷六期)2001年12 月
12. 馬遠榮, “低維奈米材料” , 科學發展2004年10月,382期
13. B. D. Yao, Y. F. Chan, and N. Wang, Appl. Phys. Lett. 81, 757 (2002)
14. Liang. Xu, Yong. Su, Qingtao. Zhou, Sen. Li, Yiqing. Chen, and Yi.Feng, Crystal. Growth&Design, Vol.7,No.4(2007)
15. Z. W. Pan, Z. R. Dai, and Z. L. Wang, Science 291, 1947 (2001)
16. Y. Hao, G. Meng, C. Ye, and L. Zhang, Appl. Phys. Lett. 87, 033106 (2005)
17. 張俊彥譯,施敏著,“半導體元件物理與製作技術” ,高立圖書有限公司
18. SEMATECH,“Deposition Processes,”in Furnace Processes and Related Topics,p6
19. M. Lei, Q. R. Hu, S. L. Wang, W. H. Tang, Materials Letters 63,1928-1930 (2009)
20. Seung. Ying. Bae, Hee. Won. Seo, Chan Woong Na, and Jeunghee Park,Chem. Commun, 16,1834-1835 (2004)
21. Y. Huang, J. Lin, J. Zhang, X.X. Ding, S. R. Qi, and C. C. Tang, Nanotechnology 16, 1369 (2005)
22. D. Wang and H. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 4783 (2002)
23. G. Gundiah, F. L. Deepak, A. Govindaraj, and C. N. R. Rao, Top. Catal. 24, 137 (2003)
24. X. C. Wu, J. M. Hong, Z. J. Han, and Y. R. Tao, Chem. Phys. Lett. 373, 28 (2003)
25. C. Y. Chen, C. I. Lin, and S. H. Chen, Br. Ceram. Trans. 99, 57 (2000)
26. J. P. Murray, A. Steinfeld, and E. A. Fletcher, Energy 20, 695 (1995)
27. M. Johnsson, Solid State Ionics 172, 365 (2004)
28. C. N. R. Rao, G. Gundiah, F. L. Deepak, A. Govindaraj, and A. K. Cheetham, J. Mater. Chem. 14, 440 (2004)
29. A. Alizadeh, E. T. Nassaj, and N. Ehsani, J. Eur. Ceram. Soc. 24, 3227 (2004)
30. M. Lei, Q. R. Hu, X. Wang, S. L. Wang, and W. H. Tang, Journal of Alloys and Compounds, 489,663-666 (2010)
31. X. C. Wu, J. M. Hong, Z. J. Han, and Y. R. Tao, Chem. Phys. Lett. 373, 28 (2003)
32. J. R. Heath, F. K. LeGoues, Chem. Phys. Lett. 208, 263 (1993)
33. T. Guo﹐P. Nikolaev﹐A. Thess﹐D. T. Colbert﹐R. E. Smalley﹐Chem. Phys. Lett. 243, 49 (1995)
34. Y. H. Tang, Y. F. Zhang, N. Wang, I. Bello, C. S. Lee, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 74, 3824 (1999)
35. Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, C.S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, Phys. Rev. B 61, 4518 (2000)
36. T. A. Crowley, K. H. Ziegler, D. M. Lyons, D. Erts, H. Olin, M.A. Morris, and J. D. Holmes, Chem. Mater. 15, 3518 (2003)
37. Y. Wu, T. Livneh, Y. X. Zhang, G. Cheng, J. Wang, J. Tang, M. Moskovits, and G.D. Stucky, Nano Lett. 4, 2337 (2004)
38. K. M. Ryan, D. Erts, H. Olin, M. A. Morris, and J. D. Holmes, J. Am. Chem. Soc. 125, 6284 (2003)
39. N. R. B. Coleman, K. M. Ryan, T. R. Spalding, J. D. Holmes, and M. A. Morris, Chem. Phys. Lett. 343, 1 (2001)
40. Y. Yin, Y. Lu, Y. Sun, and Y. Xia, Nano Lett. 2, 427 (2002)
41. B. Gates, Y. Wu, Y. Yin, P. Yang, and Y. Xia, J. Am. Chem. Soc. 123, 11500 (2001)
42. C. N. R. Rao, A. Govindaraj, F.L. Deepak, N. A. Gunari, and M. Nath, Appl. Phys. Lett. 78, 1853 (2001)
43. A. Govindaraj, F.L. Deepak, N.A. Gunari, C. N. R. Rao, Israel J. Chem. 41, 23 (2001)
44. C. N. R. Rao, G. Gundiah, F. L. Deepak, A. Govindaraj, and A. K. Cheetham, J. Mater. Chem. 14, 440 (2004)
45. R.S.Wagner,and W.C.Ellis,Trans.Met.Soc.AIME 233,1053(1965)
46. R.S.Wagner,”Whisker Technology”,Ed.A.P.Levitt,Wiley New York,pp.47-119(1970)
47. R. S. Wagner, and W. C. Ellis, Appl. Physl. Lett. 4, 89 (1964)
48. R. S. Wagner, and W. C. Ellis, Trans. Met. Soc. AIME 233, 1053 (1965)
49. R. S. Wagner, “Whisker Technology”, Ed.A.P.Levitt,Wiley NewYork, pp.47-119 (1970)
50. Y. Wu, and P. Yang, J. Am. Chem. Soc. 123, 3165 (2001)
51. P. Yang and C. M. Lieber, J. Mater. Res., 12, 2981. (1997)
52. T. J. Trentler, K. M. Hickman, S. C. Goel, A. M. Viano, P. C. Gibbons, and W. E. Buhro, Science 270, 1791 (1995)
53. X. Lu, D. D. Fanfair, K. P. Johnston, and B. A. Korgel, J. Am. Chem. Soc. 127, 15718 (2005)
54. J. Arbiol, B. Kalache, P. R. Cabarrocas, et al. Nanotechnology 18, 305606 (2007)
55. T. I. Kamins, R. S. Williams, Y. Chen, Y. L. Chang, Y. A. Chang, Appl. Phys. Lett. 76, 562 (2000)
56. Wang, V. Schmidt, S. Senz, U. Gosele, Nature Nanotech. 1, 186 (2006)
57. A. I. Persson, M. W. Larsson, S. Stenstrom, B. J. Ohlsson, L. Samuelson, L . R. Wallenberg, Nature Mater. 3, 677 (2004)
58. N. Wang, Y. H. Tang, Y. F. Zhang, C. S .Lee, and S. T. Lee, Phys. Rev. B 58, R16024 (1998)
59. T. S. Chu, R. Q. Zhang, and H. F. Cheung, J. Phys. Chem. B 105, 1705 (2001)
60. R. Q. Zhang, Y. Lifshitz, and S. T. Lee, Adv. Mater. 15, 635 (2003)
61. Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, C.S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, Phys. Rev. B 61, 4518 (2000)
62. J. Q. Hu, X. M. Meng, Y. Jiang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Adv. Mater. 15, 70 (2003)
63. W. S. Shi, Y. F. Zheng, N. Wang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Chem. Phys. Lett. 345, 377 (2001)
64. H. Y. Peng, X. T. Zhou, N. Wang, Y. F. Zheng, L. S. Liao, W. S. Shi, C. S. Lee, and S. T. Lee, Chem. Phys. Lett. 27, 263 (2000)
65. X. M. Meng, J. Q. Hu, Y. Jiang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 83, 2241 (2003)
66. W. S. Shi, Y. F. Zheng, N. Wang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Adv. Mater. 13, 591 (2001)
67. W. S. Shi, Y. F. Zheng, N. Wang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 78, 3304 (2001)
68. W. S. Shi, Y. F. Zheng, N. Wang, C. S. Lee, and S. T. Lee, J. Vac. Sci. Technol. B 19, 1115 (2001)
69. J. Q. Hu, X. L. Ma, Z. Y. Xie, N. B. Wong, C. S. Lee, and S. T. Lee, Chem. Phys. Lett. 344, 97 (2001)
70. Y. H. Tang, N. Wang, Y. F. Zhang, C. S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 75, 2921 (1999)
71. L. Dai, X. L. Chen, T. Zhou, and B. Q. Hu, J. Phys. Condens. Matter 14, L473 (2002)
72. L. Dai, X. L. Chen, J. K. Jian, W. J. Wang, T. Zhou, and B. Q. Hu, Appl. Phys. A 76, 625 (2003)
73. T. J. Trentler, K. M. Hickman, S. C. Goel, A. M. Viano, P. C. Gibbons, and W. E. Buhro, Science 270, 1791 (1995)
74. X. Lu, T. Hanrath, K. P. Johnston, and A. B. Korgel, Nano Lett. 3, 93 (2003)
75. T. Hanrath, and B. A. Korgel , J. Am. Chem. Soc. 124, 1424 (2002)
76. H. Y. Tuan, D. C. Lee, T. Hanrath, and B. A. Korgel, Chem. Mater. 17, 5705 (2005)
77. 平面面板顯示器 基本概論 二版 顧鴻壽/周本達/陳密/張德安/樊雨心/周宜衡
編著 出版者:高立 書號:232526 發行日期:2005年8月
78. 顯示器原理與技術 趙中興 編著 出版者:全華 書號:03185-01 發行日期:
1999
79. H. W. Kim, S. H. Shim, J. W. Lee, Physica E 37, 163 (2007)
80. M. Sanjay, S. Hao, S. Vladimir, and W. Ulf, Chem. Mater. 16, 2449 (2004)
81. K. E. Sickafus, J. W. Wills, and N. W. Grimes, J. Amer. Ceram. Soc., 82, 3279 (1999)
82. R. E. Carter, J. Am. Ceram. Soc., 44, 116 (1961)
83. E. B. Rigby, and I. B. Cutler, J. Am. Ceram. Soc, 48, 95 (1965)
84. 鹽谷繁雄; “ELECTRONIC CERAMICS" , 11, 17, (1980)
85. L. E. Shea, R. K. Datta and J. J. Brown, Jr., J. Electrochem. Soc., 141, 1950 (1994)
86. P. D. Rack, J. J. Peterson, M. D. Potter, and W. Park, J. Mater. Res, 16, 1429 (2001)
87. K. W. Chang and J. J. Wu, J. Phys. Chem. B, 109, 13572 (2005)
88. Y. J. Li, M. Y. Lu, C. W. Wang, K. M. Li, and L. J. Chen, Appl. Phys. Lett., 88, 143102(2006)
89. U. K. Gautam, Y. Bando, J. Zhan, P. M. F. J. Costa, X. S. Fang, and D. Golberg,
Adv.Mater, 20, 810 (2008)
90. 工業材料雜誌201期92年9月出版
91. S. Itoh, H. Toki, K. Morimoto, and T. Kishino, J. Electrochem. Soc. 138, 1509 (1991)
92. L. E. Shea, R. K. Datta, and J. J. J. Brown, J. Electrochem. Soc. 141, 2198 (1994)
93. T. Minami, T. Maeno, Y. Kuroi, and S. Takata, Jpn. J. Appl. Phys. Part2, 34, L684 (1995)
94. X. Ouyang, A. H. Kitai, and T. Xiao, J. Appl. Phys. 79, 3229 (1996)
95. P. Bender, J. F. Wager, J. Kissick, B. L. Clark, and D. A. Keszler, J. Electrochem. Soc. 147, 3148 (2000)
96. J. S. Lewis, and P. H. Holloway, J. Eletrochem. Soc. 147, 3148 (2000)
97. L. C. Williams, D. Norton, J. Budai, and P. H. Holloway, J. Electrochem. Soc. 151, H188 (2004)
98. Z. S. Liu, X. P. Jing, and L. X. Wang, J. Electrochem. Soc. 154, H500 (2007)
99. G. Anoop, K. Mini Krishna, and M. K. Jayaraj, J. Electrochem. Soc. 155, J7 (2008)
100. Hung. C. C, Chang. M. P, Ho. C. Y, Yu. C. K, and Lin. W. T, J.Electrichem. Soc. 157, K80 (2010)
101. P. Feng, J. Y. Zhang, Q. Wan, and T. H. Wang, J. Appl. Phys. 102, p074309-1-074309-5 (2007)
102. L. Xu, Y. Su, Q. T. Zhou, S. Li, Y. Q. Chen and Y. Feng, Cryst. Growth Des. 7, p810 (2007)
103. S. Y. Bae, J. Lee, H. Jung, J. Park and J. P. Ahn, J. Am. Chem. Soc., 127, 10802 (2005)
104. Z. Yu, H. Chen, Z. W. Li, Z. M. Yang, H. B. Song, Y. L. Gao, Y. S. Zhang, Y. Jin, Z. F. Jiao, M. Gong, J. G. Zhu, X. S. Sun, Mater. Lett., 63, 37-40 (2009)
105. C. L. Hsu, Y. R. Lin, S. J . Cheng, T. H. Lu, T. S . Lin, S. Y. Tsai, and I. C. Chen,
Chem. Phys. Lett, 411, 221 (2005)
106. C. L. Hsu, Y. R. Lin, S. J. Chang, T. H. Lu, T. S. Lin, S. Y. Tsai, and I.C. Chen, J
Electrochem. Soc.153,G333 (2006)
107. Y. J. Kim, C. H. Lee, Y. J. Hong, G. C. Yi, S. S. Kim, and H. Cheong, Appl. Phys.
Lett.89, 163128 (2006)
108. S. Xu, Y.wei, M. Kirkham, J. Liu, W. mai,D. Davidovic, r. L. Snyder, and Z.L. wang,
J. Am. Chem. Soc. 130, 14958 (2008)
109. 汪建民等人, “材料分析”, 中國材料科學學會 (1998)
110. 郭正次.朝春光編著, “奈米結構材料科學”, 全華科技, 93年4月, Chap 5
111. R. L. Weiher, and R. P. Ley, Journal of Applied Physics, 37, 299 (1966)
112. L. Xu,Y. Su, Q. Zhou, S. Li, Y.Chen, and Y. Feng, Crystal Growth&Design.Vol.7. No.
4, 810-814 (2006)
113. H. J. Fan, Y.Y, and M. Zacharias, J.Mater.Chem, 19, 885-900 (2009)
114. C. F. Yu, and P. Lin, J. Appl. Phys. 79, 7191 (1996).
115. Y. E. Lee, D. P. Norton, C. Park, and C. M. Rouleau, J. Appl. Phys. 89, 1653 (2001)
116. T. Omata, N. Ueda , and H. Kawazoe , Appl. Phys. Lett. 64, p. 1077 (1994)
117. L. Zou, X. Xiang, M. Wei, F. Li, and David G. Evans, Inorg. Chem, 47,1361-1369
(2008)
118. S. T. Lee, Y. F. Zhang, N. Wang, Y. H. Tang, I. Bello, C. S. Lee, Y. W. Chung, J.
Mater.Res.14, 4503. (1999)
119. H. Y. Tuan, D. C. Lee, T. Hanrath, and B.A. Korgel, Chem. Mater. 17 p. 5705. (2005)
120. B.G. Yacobi and D.B. Holt, Cathodoluminescence Microscopy of Inorganic Solids,
Plenum Press, New York, 1990.
121. M. Takakura, S. Notoya, and H. Takahashi, "Appli-cation of Cathodoluminescence to
EPMA", JEOL Inc. Technical Note.
122. J. Hsieh, K. T. Chu, C. F. Yu, M. S. Feng, J. Appl. Phys. 76, 3735 (1994)
123. X. Chen, H. Xue, Z. Li, L. Wu,X. Wang, and X. Fu, J.Phys.Chem.C, Vol.112, No.51
(2008)