Chloride Hexahydrate, NiCl2‧6H2O)並放置於爐管前端。前端溫區固定為 600℃，
後端溫區設定為 750℃、800℃以及 850℃。單一載流氣體 Ar 的通量 30 sccm，
目的在於將前驅物受熱分解而產生的反應物氣體(氯化鎳)，帶至後端與矽基板產 生蒸鍍與化學反應，進一步成長得到矽化鎳奈米線。裝置設置如圖 2-2 所示。
2-2 儀器設備介紹
2-2-1 掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microsope，SEM)
本 實 驗 主 要 使 用 的 設 備 為 熱 場 發 射 掃 描 式 電 子 顯 微 鏡 (Thermal Field Emission Scanning Electron Microscope)，在正常操作電壓(15KV)下，解析度可到 1.5nm，非常適合進行試片微觀結構觀察與試片定性及半定量成分分析。進行觀 察之前，依照需求選擇橫截面(cross section)或是俯視角(plane view)載台，橫截面
載台可側視奈米線之線長。將試片以銅膠固定於載台，抽至真空後進行觀測。此
2-2-2 穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope, TEM)
穿透式電子顯微鏡的電子束可經由外加磁場的改變，折射匯聚至預先準備的 光譜儀(Energy Dispersive spectrometer, EDS)、X 光波長散佈光譜儀(wavelength dispersive spectrometer, WDS) 、 電 子 能 量 散 失 能 譜 儀 (electron energy loss spectrometer, EELS)等設備，其中，電子能量散失能譜儀可進行元素周期表中輕 元素偵測例如氫與氦。進行 TEM 觀測之前，將長在基板上的奈米線，經由超音 波震盪儀給震到鍍碳銅網或是木網上，即完成 TEM 試片製備。本實驗主要是以 JEOL JSM-2100F 場發射穿透式電子顯微鏡進行高解析度影像擷取。
2-2-3 X-光繞射儀 (X-ray Diffractometry，XRD)
2-2-4 聚焦離子束顯微鏡(Focused Ion Beam，FIB)
FIB 是半導體產業當中相當重要的儀器之一，廣泛應用於截面試片的製作，
2-2-5 能量能譜散佈光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)
此設備主要以電子束所激發之特性 X-光分析，ㄧ般稱為電子束微分析法。
根據分析方法與技術，可分成能量散佈分析儀(Energy Dispersive Spectrometer，
EDS)與波長散佈分析儀(Wavelength Dispersive Spectrometer，WDS)。在近期學術
可以統計出各種光子的數量，透過數據處理系統計算出材料中的成分比。因此，
2-2-7 場發量測系統(Field Emission Measurement)
量測系統包含了 Keithley-237 與真空腔體，搭配上 Labview 量測軟體。陽極 部分採用鍍有 ITO 之玻璃，陰極接在生長有矽化鎳奈米線之試片表面，陽極與 陰極用載玻片隔開並在高真空下( torr)通與外加電壓+1000V，量測產生 的電流。經由福勒-諾罕關係方程式(Folwer-Norhelm relationship)可以計算出場發 射增強因子(enhancement factor)。
2-3 鎳化矽奈米線特性量測與元件製備
2-3-1 電子束微影系統(e-beam lithography)
電子束微影系統是利用電子束聚焦在試片的方式，在光阻上產生曝光與不曝 光之區域，可以產生極精細之圖形。傳統光罩製程所使用的波長較長，相對的解 析度便不如短波長之電子束微影。且電子束微影系統無須光罩的製作，對於繞射 的極限也較傳統製程小，因此本實驗主要採用此技術為待量測電路基板之設計。
2-3-2 電子槍蒸鍍系統(e-beam evaporator)
電子槍蒸鍍系統透過燈絲施以高電壓並產生熱游離電子，游離電子受到電場
2-3-3 電性量測(Electrical Measurement)
將有奈米線的矽基板反轉覆蓋在電性基板上，並透過超音波震盪儀使得奈米 線脫落於基板上，搭配旋轉塗佈機旋上光阻。使用 Autocade 2012 繪圖軟體與電 子束微影系統定義出電極位置，透過顯影(photo exposure)洗去待鍍電極位置之光
圖 2-1 實驗流程圖
圖 2-2 水平三區加熱式爐管設置圖
圖 2-3 掃描式電子顯微鏡結構示意圖[39]
圖 2-4 穿透式電子顯微鏡結構示意圖[39]
圖 2-5 布拉格繞射定理示意圖
圖 2-6 聚焦離子束顯微鏡工作原理示意圖
圖 2-7 SQUID 結構示意圖
圖 2-8 電性量測試片製備流程圖