體幫浦、質量流量控制器(mass flow controller, MFC, 1. 1179A, MKS Instruments, 2.
5850E, Brooks Instrument)、乾燥塔(填充 8 mesh 無水硫酸鈣)，並以溫濕度計(Fast Response Thermohygrometer #EW-03313-66, Cole-Parmer Instrument Company, LLC) 來監測通過乾燥塔後的空氣濕度。此外，本實驗是藉由起泡法使通過乙醇液體後的 Instrument Co., Ltd)提供一已知之直流電壓，而可藉由量測已知電阻的分壓，回推 出氣體感測裝置之電阻，其中，由於氣體感測裝置電阻值常為數MΩ 至數十 GΩ，
以施加10 V 之電壓為例，若串聯之電阻為 1 MΩ 時，其得到之分壓約落在個位數
輸入熱電偶晶片作為訊號放大之電源，將經熱電偶晶片放大後的訊號傳回Arduino UNO 板後，連接電腦進行紀錄；此外，可透過切換不同大小之串聯電阻(910 kΩ、
300 kΩ、51 kΩ、910 Ω)來匹配氣體感測裝置電阻，以得到更好的量測。熱電偶晶 片AD8495 搭配電阻切換模組、Arduino UNO 板之電路圖如圖 3.7 所示，讀取訊號 之程式碼列於表 3.2。以 AD8495 晶片輸出之放大訊號(Vout, 單位：V)與實際於電 路中之電阻跨壓(Vin, 單位：mV)之間的關係式為：
Vin = 8.1 Vout + intercept 式(15) 其截距隨使用之不同串聯電阻大小而略有差異，將差異消除後之校正線如圖3.8 所 示。
圖3.6 氣體線路組合設備示意圖。
圖3.7 熱電偶晶片 AD8495 搭配電阻切換模組、Arduino UNO 之電路圖。
表3.2 以 Arduino UNO 讀取 AD8495 晶片之程式碼
程式碼 說明
unsigned long time;
void setup(){
Serial.begin(9600);
Serial.println("LABEL,time(ms), V (V) ");
}
void loop(){
int A4 = analogRead(4);
double V=(5*A4);
float vinl=V/1024;
time=millis();
0.0 0.5 1.0 1.5 0
5 10
V
in(m V)
V
out(V)
圖3.8 以熱電偶晶片 AD8495 進行大小為數豪伏特之串聯電阻跨壓放大之校正 線。
3.4 氧化鋅膜檢測分析設備
1. 掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)
掃描式電子顯微鏡(Nova NanoSEM 230, FEI, 於台大化工系粉粒體實驗室)以 電子束打入樣品後之二次電子可得到表面形貌對比，用於觀察樣品微結構，而能量 發散譜儀(energy dispersive spectrometer, EDS)則收集因入射電子激發而放出之特徵 X 光，可進行樣品初步元素鑑定。本實驗的樣品準備方法為將 MGU 待測部分附近 剪下後，以雙面碳膠帶將樣品之下方(MGU B 面)與載台相黏接，並且將 MGU A 面 上、於待測部分以外的銅箔以雙面碳膠帶與載台相連，因樣品之基材為絕緣材料，
故須再將樣品表面以濺鍍的方式鍍上金屬鉑(濺鍍時間 4 分鐘)，以增加樣品導電性，
並避免電荷累積於樣品上而使得到之影像品質不佳。
2. X 光繞射儀(X-ray diffraction spectrometer, XRD)
X 光繞射儀(X’PERT 5000, Philips, 於台大化工系儀器分析實驗室)以銅靶產生 波長為1.5418 Å 之 X 光入射至樣品表面後，另一側為可旋轉的偵測器，以得到薄 膜表面材料之結晶結構與相位資訊。實驗操作參數為：電壓45 kV，電流 40 mA，
入射角度為5°，每 0.05°取一個點，每個點積分時間為 2 秒。本實驗樣品準備方法 為將待測之MGU 貼平於載玻片上。得到的 XRD 圖譜則與文獻進行比對。
3.5 化學藥品
1. 去離子水(deionized water, DI water)。
2. 六水合硝酸鋅(zinc nitrate hexahydrate, Zn(NO3)2·6H2O)，CAS No. 10196-18-6，
無色或白色晶體，易潮解，分子量297.47，密度 2.065 g/cm3，熔點 36.4 °C，高 溫下分解，極易溶於水。
3. 乙醇(ethanol, C2H5OH)，CAS No. 64-17-5，無色透明揮發性液體，分子量 46.07，
沸點 78.3 °C，與水完全混溶。
4. 無水硫酸鈣(calcium sulfate anhydrous, CaSO4)，CAS No. 7778-18-9，白色固體，
用於乾燥劑時常添加指示劑顏色用於區別，分子量 136.14，密度 2.96 g/cm3， 熔點1450 °C。