第四章 水平成長二維奈米平板鑽石之研究
4.5 奈米平板鑽石
4.5.1 <011>奈米平板鑽石
從晶體學得知{011}因為成長速度最快，在晶體成長過程中，是不容易 方式也不相同，他們是利用XRD(如圖 4.38)，定義出兩個{110}平面中間是 由{111}雙晶面所組成。而平面的兩個邊方向則是{001}面及{111}面所形
4.5.2 <111>奈米平板鑽石
因為{110}晶面會有較快的成長速率，因此必然會先在{110}晶面上，
圖4.37 (a)近箭頭形微米鑽石結構[11]，(b)近六邊形奈米平板鑽石結構
圖 4.38 近箭頭形鑽石原子[110]方向投影原子模型[11]
圖4.39 spinel-type 近箭頭形雙晶與晶體間之方向示意圖[11]
圖4.40(a) 晶體成長從{100}開始，之後延伸到{100}-{111}凸脊樑脊時會出 現次階梯結構；(b) 次階梯結構只需要兩個碳原子就可以形成穩定鍵結，進 一步成長。[10]
4.6 結論
我們成功的矽基材上利用微波電漿化學氣相沉積方法合成六邊形的奈
米平板狀鑽石，其主要條件是在CH4/H2 氣體流量濃度在 0.667%，且基材 的溫度超過1100°C。 其所沉積的奈米平板鑽石經過分析觀察後多為<110>and <111> 方位的單晶鑽石結構，而這些六邊形奈米平板鑽石平均厚度約為 20-30 nm，且每一個邊長尺寸大約在幾百個奈米。 除此之外，我們也發現 到密度相當高的奈米級尺寸的鑽石存在在聚集物當中，而大部份的奈米平 板鑽石都與這些聚集物叢聚在一起。
隨著沉積時間的增加，奈米平板鑽石的尺寸也會跟著增加，但是厚度 並不會隨著時間增加而有所改變。 隨著時間的增加，也會增加奈米平板鑽 石二次成核的機會。
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第五章 結論
本論文是利用 MPCVD 系統合成二維奈米平板狀鑽石，其主要條件是在 CH4/H2 氣體流量濃度在 0.667%，且基材的溫度超過 1100°C。並利用電子 顯微鏡觀察試片表面，並分析其晶體結構及了解其生長機制。 所沉積的奈 米平板鑽石經過分析觀察後多為<110> and <111> 方位的單晶鑽石結構。
奈米平板鑽石形狀近似六角形，厚度約為20-30 nm，邊長約為 100-200 nm。
生長二維奈米平板鑽石最主要的因素是高溫，反應溫度超過 1200℃區 域，才有奈米平板鑽石的形成。
電子顯微鏡分析後，我們了解到二維奈米平板鑽石大多成核成長在含 有大量奈米鑽石的聚集物體(aggregate)表面，經由 TEM 觀察奈米平板鑽石 的側向結構。 了解其側向生長機制與其本身雙晶缺陷有關。
以下，在低濃度甲烷(CH4=0.667％)的環境下，也有機會合成奈米碳管。