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研究生：	陳育朋 Chen, Yu‐Peng
論文名稱：	氮化硼磊晶薄膜之同步輻射光電子能譜研究 Synchrotron Radiation Photoemission Spectroscopy Study of Epitaxial Boron Nitride Surface
指導教授：	吳忠霖 Wu, Chung-Lin
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	中文
論文頁數：	59
中文關鍵詞：	同步輻射、光電子能譜、氮化硼
外文關鍵詞：	Synchrotron Radiation, Photoelectron Spectroscopy, Boron Nitride
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本論文主要透過即時現場量測的同步輻射光電子能譜，研究在摻雜硼的矽基板（Boron doped Si（111）substrate）上利用氮電漿成長六角氮化硼（hexagonal Boron Nitride, h-BN）薄膜。利用氮與硼殼層光電子能譜（core-level photoelectron spectroscopy），可獲得六角氮化硼的原子鍵結的跡象。並可從高解析的價帶光電子能譜（valence-band photoelectron spectroscopy）中，分析氮化後不同區域價帶的特徵，並且我們建立了一個頂層為六角氮化硼、中間層為單晶氮化矽、底層為矽基板（h-BN/β-Si3N4/Si）三層結構之的能帶模型。

Hexagonal BN has been grown on boron-doped Si (111) substrate by using N2 plasma nitridation at high temperature. The electronic structure of h-BN was characterized by in situ synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (SR-PES). The core-level spectroscopy indicated the bonding structures of h-BN grown on β-Si3N4/Si substrate. And, the valence-band spectroscopy revealed the band structures and band offset values of our h-BN/β-Si3N4/Si tri-layer hetero-structure.

第一章　研究背景與導論   ...............................................................1 
1   前言  .........................................................................................1 
2   六角氮化硼特性........................................................................2
2.1   六角氮化硼晶格結構與電性探討   .........................................2
2.2   成長六角氮化硼相關研究   ....................................................4
3   六角氮化硼表面能帶量測簡介   ................................................7
4   ..................................................................................................9
 第二章　儀器原理與機制   .............................................................10 
1   電漿工作原理   .......................................................................10
2   低能量電子繞射...................................................................13
3   光電子能譜學   .......................................................................16
3.1    同步輻射光源（Synchrotron-Radiation；SR）   ..............16
3.2    同步輻射光電子能譜 （SR-PES） .......................................21 
第三章　實驗方法與量測   .............................................................25
1   樣品製備   ...............................................................................25
1.1   高摻雜硼的矽基板製備 ........................................................25
1.2   六角氮化硼薄膜製備   .........................................................28
2   實驗操作與光譜量測   ............................................................30
2.1   低能量電子繞射圖即時觀測   ..............................................30
2.2   六角氮化硼薄膜光電子能譜即時量測   ................................32
第四章　數據分析與討論   .............................................................34 
1   低能量電子繞射圖   ................................................................34
1.1   低能量電子繞射圖之倒空間繞射圖分析與定位   ..................34
2    光電子能譜數據分析   ............................................................38
2.1   Si（111）-√3 x √3-R30° 矽殼層電子能量驗證  ...............38
2.2   矽訊號的表面與底層比較   ..................................................41
2.3   氮殼層電子能量訊號討論   ..................................................45
2.4   氮化前後硼殼層電子能量位移討論   ....................................46
2.5   六角氮化硼價帶討論   .........................................................48
第五章　總結   ...............................................................................51
 附錄   .............................................................................................53
附錄A 三族元素硼（Boron）光電子能譜   ....................................53
附錄B 四族元素矽（Silicon）光電子能譜   ....................................55
參考文獻  .......................................................................................57

                                    

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校內：2017-08-15公開
校外：2017-08-15公開

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