第三章 實驗設備與流程
3.3 檢測方法及儀器設備
3.3 檢測方法及儀器設備
圖 3-5 場發射掃描式電子顯微鏡原理圖
圖 3-6 場發射掃描式電子顯微鏡（FE-SEM）
3.3.2 Raman 光譜儀分析
本實驗所採用的儀器為工研院-奈米科技研發中心的 Jobin Yvon T64000 拉曼散 射光譜儀，如圖3-7，主要使用 Ar 離子雷射，雷射光波波長為 514.5 nm。拉曼光譜 儀是量測材料的鍵結狀態非常普遍的方法，更是光學界不可或缺的重要量測儀器。
Raman 光譜的工作原理為：當一平行光穿透一透明介質時，物質會散射部分光束。
1928 年印度物理學家拉曼(C. V. Raman)所發現，被特定分子所散射小部分的輻射波長 與入射光束不同，而且其波長位移與散射分子的化學結構有關。
拉曼光譜可由一強力的可見光或紅外光雷射光源照射樣品而獲得，其散射原理 是由於光子把一部份的能量給予原子或分子，使分子處於振動－轉動(或純粹轉動)的 激發狀態，與分子碰撞後會將能量給予分子，使散射後的光子的頻率減少，得到與入 射光頻率不同的散射光，頻率的改變 Δν 相對應於分子的振動－轉動能階(或轉動能 階)的改變，這現象叫拉曼散射(Raman scattering)，散射光之光譜叫拉曼光譜(Raman Spectrum)，入射光與散射光的頻率差值，稱為拉曼位移(Raman Shift) ，對應於分子 之轉動能態躍遷。
圖 3-7 Jobin Yvon T64000 拉曼散射光譜儀
3.3.3 四點探針
本 實 驗 所 使 用 的 儀 器 為 工 研 院- 材 化 所 的 MCP-T600 低 阻 量 測 儀 ， 利 用 MCP-T600 低阻量測儀，如圖 3-8，可以量測試片的片電阻值、電阻係數及薄膜電阻 值，其原理是使用四根平行探針接觸薄膜表面，由兩根探針對試片通以固定電流(I)，
電流經未知電阻，再由其另外兩根探針測得相對電壓(V)，經公式換算後即可得到片 電阻值，單位Ω/□，如圖 3-9。
片電阻公式:
I
R =V
( Ω/□ )
圖 3-8 MCP-T600 低阻量測儀
圖 3-9 四點探針原理圖
3.3.4 場發射性能量測
本實驗所使用的儀器為國立清華大學合金實驗室的場發射量測系統，如圖 3-10。以噴霧法所製造的奈米碳管試片為場發射陰極，以導電玻璃板ITO(Indium Tin Oxide)為陽極，用厚度為 130μm的高分子薄膜將發射陰極與陽極分開，置入 10-6torr 的高真空系統下量測其電流，供 0~1100V的偏壓於陽極，同時收集試片表面所發射 的電子流，量測再10-2mA/cm2位置的起始電場turn on electic field (Eon)值，如圖 3-11，
探討場發射特性。
圖 3-10 場發射量測系統
圖 3-11 奈米碳管場發射量測原理示意圖[40]
3.3.5 電子槍(E-gun)蒸鍍系統
電子槍（E-gun）蒸鍍設備，如圖 3-12，蒸鍍時必須要在高真空的狀況下進行，
將所要進行蒸鍍的材料，利用電阻或電子束加熱達到熔化溫度，並使原子蒸發，到達 並附著在基板表面上的一種鍍膜技術。在蒸鍍過程中，基板溫度對蒸鍍薄膜的性質，
會有很重要的影響。通常基板需要一些適當的加熱，使蒸鍍原子具有足夠的能量，可 以在基板表面自由的移動，才能形成均勻的薄膜。
圖 3-12 電子槍（E-gun）蒸鍍設備
3.3.6 超音波震盪機
本實驗是採用 Ultrasonic Processor 系列的超音波震盪機，如圖 3-13。超音波轉 換器驅動電路將50/60Hz 的電力轉換 20000Hz 的高頻高壓電能，該能量被輸送到”壓 電換能器”中，並被轉換成高頻機械震動，再經”變幅桿”的聚能和震幅位移放大後作 用於液體中而產生強大的壓力波，這個壓力波則會形成千百萬的微氣泡，隨著高頻振 動，氣泡將迅速增長，然後突然閉合，在氣泡閉合時，由於液體間相互碰撞產生強大 的沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力。他使得變幅桿頂部產生強有力的剪切活 動，並使得氣體中得分子強力的攪動。
圖 3-13 超音波震盪機
3.3.7 其他儀器設備
精密電子天秤，如圖 3-14，濺鍍機，如圖 3-15，高溫加熱爐，如圖 3-16