我們所量測的 RuO2奈米線是由清華大學工程與系統科學所的陳福榮教授與開執中 教授的實驗室成長出來的。此奈米線之長度會與其寬度大小成正比關係，結構為寶石結 構(圖 4-1)，礙於電極製作的極限與精準度，我們所選用奈米線的長度，必需大於 3 微米，
所以其寬度大約為 40 奈米以上。圖 4-2 為奈米線剖面圖。另外，樣品 NEW 07 為台灣 科技大學李俊毅教授實驗室所長成的，其奈米線的截面積與長度比，因為成長條件不一 樣，所以，以相同長度來講，與清華大學所長成的奈米線比較，會有較小的截面積。
我一共量了五組樣品(圖 4-3)，其樣品相關數據在表 4-1，我們利用 SEM 所拍攝下 的照片去估計其半徑與長度，由於 RuO2奈米線的剖面為四方形，所以我們取上方寬度 為其半徑，長度之估計，因為我們無法得知電流所流出及流入之位置，因此我們統一以 電極中間當標準，而電極寬度當作其誤差值，其中 R1112b1 與 R1112b2 為同一根奈米線。
圖 4-1 RuO2的晶格結構 圖 4-2 RuO2奈米線剖面圖
表 4-1 所有樣品的實驗數據
4-1 電性分析
首先，我們會先利用 Keithley 6430 source meter 進行每段樣品的兩點測量，其測量 會包含兩個接點與樣品的電阻，如果其值在 10KΩ以下，就表示樣品的狀態正常，當每
electron-electron interaction effects 或是 two-level system 所造成的影響。
首先我們先探討電阻率一直維持在殘餘電阻率的狀況，我們先固定ρmin，將實驗數
材料因本身已是氧化物，所以可以放置空氣中，也不會影響其性質，是一個非常穩定的 金屬性氧化物。
圖 4-1-1 所有樣品之/300隨溫度變化圖
圖 4-1-2 樣品 new07 實驗與理論之擬合圖
10 100
90 120 150
exp fitting
log(cm)
logT(K)
0 100 200 300
0.6 0.8 1.0
R1112f R1112b1 R1112b2 R1112h R1112k NEW07
T(K)
表 4-2 所有樣品的分析所得到的參數
接著我們觀察 R1112b1 與 R1112b2，之所以會有兩種命名是因為當我們第一次量測 此樣品在不同溫度隨時間變化的 R(time)之後，觀察不到之前連安劭學長所看到的 UCF，
所以我們在低溫(1.9 K)時，將電流加大至 300nA，原本是想觀察改變電流大小，雜訊範 圍是否會跟著減小，進而使得 UCF 效果顯現出來，但當我們量測進行 300nA 隨時間變 化的量測中，其電阻突然由 407Ω(此時我們稱其為 R1112b1)降至 343Ω(此時我們稱其 為 R1112b2)(圖 4-2-1)，此時我們將電流調回 100nA，並且重新量測 R1112b2R(time)，我 們觀察到很明顯的 UCF 的現象(圖 4-2-8)，於是我們將 R1112b1 所量過的 R(t)每個溫度，
在相近的對 R1112b2 也做一系列的 R(time)量測，之後也將 R1112b2 之 R(T)量一次，並 把其前後之 R(T)圖放置一起觀察(圖 4-2-3, 圖 4-2-4,圖 4-2-5,圖 4-2-6)，因此我們整理出
電阻率比約在 100~1000[10,14]左右，所以我們可知殘餘電阻率比會因材料本身之缺陷增 多而變大。
以上兩個判斷成立之下，我們觀察 R1112b1 與 R1112b2 的室溫電阻率與殘餘電阻率 比(RRR)，我們猜測晶格排列較不整齊的 R1112b1，使得電子在系統中傳輸，有較大的 碰撞機率，使得電阻較高，在長時間通過 300nA 的大電流，此時樣品單位體積所受到的 能量會較大，使得整體的移動較激烈，因而造成奈米線本身晶格重新排列，以至於其缺 陷變少(R1112b2)，反應在電阻值上會相對較低。最後我們觀察兩個樣品在同溫度的隨時 變化變化 R(time)，我們可看出(圖 4-2-7、圖 4-2-8)在前後變化的 TDUCF，電阻雜訊隨 著溫度下降反而增加的現象依舊不變，但如果在同一個溫度觀察，我們可看出(圖 4-2-3、
圖 4-2-4、圖 4-2-5、圖 4-2-6)雜訊頻寬變小，但跳動的頻率變高，且跳動的範圍也變大。
綜合以上我們提出幾個結果:
1. 前後變化的 Time-dependent universal conductance fluctuation 現象依舊可驗證。
2. R1112b1 相對於 R1112b2 在同一個溫度其雜訊寬度較大，此現象由於缺陷較多而影 響。
3. R1112b1 相對於 R1112b2 其整體頻寬跳動較小，且機率較低，此點與我們所認知的 缺陷較多的情況會有較明顯的跳動有衝突，此點為目前無法解釋的現象。
表 4-3 R1112b1 與 R1112b2 參數比較 Sample Diameter(nm) Length
(𝝁𝒎)
ρ300 (𝝁Ωcm)
Tmin
(K)
ρ300/ρmin
R1112b1 130 1.18±0.44 920±245 ~40 K 1.62 R1112b2 130 1.18±0.44 882±240 <24 K 1.79
圖 4-2-1 將樣品輸入 300nA 的電流，等待一段時間後，樣品電阻的變化
圖 4-2-2 紅色曲線為樣品變化前(R1112b1)之 R-T，黑色曲線為樣品變化後(R1112b2)之 R-T
0 2500 5000 7500 10000
340 360 380 400 420
R()
tme(s)
R1112b1
R1112b2
0 100 200 300
400 500 600
R()
T(K)
圖 4-2-3 溫度在 1.9 K，樣品前後變化電阻對時間之關係
圖 4-2-4 溫度在 5 K，樣品前後變化電阻對時間之關係
0 2500 5000 7500 10000
405 408 411
R()
time(s)
0 2500 5000 7500 10000
402 404 406
R(
time(s)
圖 4-2-5 溫度在 10 K，樣品前後變化電阻對時間之關係
圖 4-2-6 溫度在 20 K，樣品前後變化電阻對時間之關係
0 2500 5000 7500 10000
400 402
R()
time(s)
0 2500 5000 7500 10000
396 397 398
R()
time(s)
0 2500 5000 7500 10000 345
348 351
T=1.9K shift=6 T=5K shift=3 T=10K shift=1 T=20K
R()
time(s)
0 2500 5000 7500 10000
405 408
R()
time(s)
T=1.9K
T=5.2K shift=2 T=11K shift=4 T=22K shift=6
圖 4-2-7 此為 R1112b1，在不同溫度電阻隨時間變化
圖 4-2-8 此為 R1112b2，在不同溫度電阻隨時間變化