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2-1-1 雷射消融法(Laser Ablation Method)

雷射消融法是利用高能量的脈衝雷射,轟擊放置於石英爐管內的

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2-1-2 水熱法(Hydrothermal Method)

水熱法為一種簡易製備奈米線的方式;將基板放置於適當濃度的

2-1-3 碳還原法(Carbothermal Reduction)

碳還原法是利用碳將氧化物還原形成金屬元素或是次氧化物

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2-1-4 熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)

熱蒸鍍法通常是利用高溫爐管加熱製造出溫度梯度,高溫分解反 應物後,再藉由化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)或是 化學氣相傳遞(Chemical Vapor Transport, CVT)方式,使反應物蒸氣與 腔體氣體或是基板反應,合成出一維奈米結構。熱蒸鍍法有別於其他 (ohmic contacts)、蕭基能障接觸(Schottky barrier contacts)、閘極電極 (gate electrodes)或是內連線(interconnects)等微電子元件上的應用[22,23]

9 8 V/µm 和 5.4 V/µm;也有很大的增強因子(enhancement factor),大約 為 500[24]和 800[25]。TaSi2和矽化鎳奈米線一樣具有良好的場發特性

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foil)反應能夠生成 Ni31Si12的奈米線[28];若在鎳薄片前端,放置 NiCl2

做為前驅物,則能改變生成的相,得到 NiSi2奈米線[27]。以 Ni2Si 粉 末作為反應物,碘做為傳遞劑(transport reagent),能在矽基板上生成 Ni2Si 奈米線[29]。而 NiSi 相的奈米線可以利用 MIG(Metal- induced growth)的方式合成[30],此外,亦可利用固相反應(solid reaction)方式 生成,將矽奈米線和鎳奈米線利用退火,使鎳原子擴散進入矽奈米線

分別為Co3Si、Co2Si、CoSi和CoSi2,從表2-1可以得知它們的晶體結 構,為Hexagonal、Orthorhombic和Cubic結構,觀察Co-Si二元相圖(圖

11 團聚(agglomeration),故可以降低接觸電阻[37]。根據摩爾定律(Moore's law),元件尺寸將隨時間呈現倍數的減少,當矽化鈷縮小至奈米尺度 時,其特性將不同於塊狀材料。以一維的矽化鈷奈米結構為例,可以 利用Co(SiCl3)(CO)4[38]或CoCl2[39,40]作為單一前驅物,皆可以在矽基板 上得到CoSi奈米線,對矽基板與前驅物生成反應式中,CoSi為反應熱 力學中最穩定相(thermodynamically stable phase)[39],若在矽基板上放 sapphire作為基板,控制鈷蒸氣濃度,除了CoSi奈米線外,還可以得 到不同相之Co2Si和Co3Si奈米線。矽化鈷奈米線與矽化鐵奈米線有相 同的晶體結構,由電性量測的I-V曲線得知,CoSi奈米線其電阻率會 隨溫度增加而漸漸提高,屬於類金屬(metallic)性的奈米線[38] 。此外,

CoSi奈米線還具有很好的場發特性[40],起始電壓低(約為1.42 V/µm),

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容易克服功函數,發生穿隧效應,而增強因子可以用來判斷材料場發 優劣的依據,對CoSi奈米線而言,ß值可高達1000左右,所以為一很 好的場發材料,且具化學穩定性佳的優點,因此未來有機會可以應用 在場發射平面顯示器(FED),作為場發射電子源。除此之外,CoSi奈 米線不同於塊狀材料時的反鐵磁性[41],表面未成對的鈷原子會使 CoSi奈米線具有鐵磁性,且具有一負的磁阻變化率[41],此種塊狀與 奈米材料上的變化,也由Seo等人所探討。 因此,矽化鈷奈米線具有 多元的特性,值得被廣泛研究討論。

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圖 2-1 雷射消融法示意圖[7]

圖 2-2 利用雷射消融法生長奈米線的機制[7]

圖 2-3 以碳還原法合成 ZnO 奈米線[16]

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表 2-1 Ti、Co、Ni矽化物的物理性質[34]

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圖 2-4 Co-Si二元相圖[34]

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表 2-2 不同矽化物的特性[36]

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