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5-1 結構分析

首先會先用XRD與SEM對氧化鋅奈米柱進行結構分析,利用XRD分析氧化鋅奈 米柱沉積在基板上的晶格方向,最後在使用TEM觀察鈷在氧化鋅奈米柱表面的 附著情形。

5-1.1 XRD 分析

圖5.1 ITO基板、氧化鋅種子層和氧化鋅奈米柱陣列的XRD繞射圖。

圖5.2 鈷覆蓋10分鐘、20分鐘和30分鐘的XRD繞射圖[20]

由圖5.1的XRD繞射圖可以看出,氧化鋅奈米柱有成功的沉積在ITO基板上,以氧 化鋅(002)晶格方向的繞射峰強度來看,其生長方向是垂直於基板表面,也就是 說氧化鋅奈米柱是直立於基板上,而圖5.2的XRD繞射圖則可以看到,隨著鈷的 厚度增加,氧化鋅(002)晶格方向的繞射峰強度稍微減少,但整體的晶格方向還 是維持在(002)方向,而在圖5.2的XRD繞射圖氧化鋅(002)峰值的底部中,疑似有 其他的晶向的繞射峰,推測應該是氧化鋅種子層的晶格繞射訊號與氧化鋅奈米柱 的晶格繞射訊號疊加所致。

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5-1.2 TEM 分析

(a) 鈷覆蓋10分鐘的氧化鋅奈米柱

圖5.3由此圖可明顯看到氧化鋅奈米柱在基板上的沉積方向。

圖5.4氧化鋅奈米柱表面鈷覆蓋的厚度[20]

圖5.5氧化鋅奈米柱表面鈷的放大圖,明顯可以看到鈷顆粒的形狀,而不是連續 的膜面。

(b) 鈷覆蓋30分鐘的氧化鋅奈米柱

圖5.6鈷覆蓋30分鐘的氧化鋅奈米柱TEM影像[20]

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圖5.7氧化鋅奈米柱表面鈷的放大圖,由此圖可看出氧化鋅奈米柱頂端的鈷厚度,

明顯大於鈷覆蓋10分鐘的樣品[20]

由TEM的影像可以看出鈷覆蓋10分鐘與30分鐘的差別,鈷覆蓋10分鐘的樣品,

氧化鋅奈米柱上的鈷是以顆粒狀的方式附著,且氧化鋅奈米柱頂端的鈷厚度約只 有8nm,而鈷覆蓋30分鐘的樣品,其氧化鋅奈米柱上的鈷則明顯是以連續膜狀包 覆,頂端的厚度為17nm,約為鈷覆蓋10分鐘樣品的2倍厚,而在側邊覆蓋率的部 分,30分鐘樣品的覆蓋率明顯大於10分鐘的樣品。

5-2 磁光特性量測

本節主要是利用MCD分別量測,純氧化鋅奈米柱、鈷覆蓋10分鐘、20分鐘以及 30分鐘的樣品,利用MCD的磁光訊號,比較不同條件的鈷覆蓋,對氧化鋅奈米 柱磁光特性的影響。

5-2.1 純氧化鋅奈米柱陣列

圖5.8氧化鋅奈米柱在不同磁場下的MCD訊號變化。

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圖5.9純氧化鋅奈米柱0.8T的MCD訊號與dK/dE對應圖。

圖5.10純氧化鋅奈米柱在364nm(~3.4eV)下,MCD對磁場對應圖。

由不同磁場下的MCD訊號圖(圖5.8)、 MCD與dKdE對應圖(圖5.9)可以看到,在 氧化鋅能帶(~3.4eV)附近有一個隨磁場變化的MCD訊號,從MCD對磁場對應圖 (圖5.10)來看,此訊號應該是由於磁場下基曼效應所造成的自旋偏極化的影響,

而呈現出類似於順磁性的MCD對磁場的曲線。之後再以純氧化鋅奈米柱的數據 當作對照,比較在覆蓋鈷之後,其磁光特性的變化。

5-2.2 鈷覆蓋後的氧化鋅奈米柱 (a)鈷覆蓋10分鐘的氧化鋅奈米柱

圖5.1110分鐘樣品在不同磁場下的MCD訊號變化。

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圖5.12 10分鐘樣品0.8T的MCD訊號與dK/dE對應圖[20]

圖5.13 10分鐘樣品在364nm(~3.4eV)下,MCD對磁場對應圖。

(b) 鈷覆蓋20分鐘的氧化鋅奈米柱

圖5.14 20分鐘樣品在不同磁場下的MCD訊號變化。

圖5.15 20分鐘樣品0.8T的MCD訊號與dK/dE對應圖。

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圖5.1620分鐘樣品在364nm(~3.4eV)下,MCD對磁場對應圖。

(c) 鈷覆蓋30分鐘的氧化鋅奈米柱

圖5.17 30分鐘樣品在不同磁場下的MCD訊號變化。

圖5.18 30分鐘樣品0.8T的MCD訊號與dK/dE對應圖[20]

圖5.19 30分鐘樣品在364nm(~3.4eV)下,MCD對磁場對應圖。

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