在半導體發展的帶動下，尺寸微小化為一種備受期待的未來趨 勢；而奈米科技就是利用原子或分子由下而上（Bottom-up）的方式，
克服傳統製程上所面臨的問題，組裝成所需結構，而如何利用此特有 的性質，將製程推向另一個新的里程碑，就是目前眾所矚目的焦點。
1-1 奈米材料
奈米材料在結構上可區分為以下三種形式：顆粒狀(代表零維材 料，0D)、柱狀或線狀(代表一維材料，1D)與層狀(為二維材料，2D)，
以一維奈米材料為例，即表示於三維空間當中有一個維度的長度超過 量子侷限範圍。
當材料尺寸縮小到奈米維度時，古典理論已不敷使用，量子效應 成為不可忽視的因素，再加上表面積以及電子結構的改變，在磁、光、
電的特性上上皆會與塊材有所異同[1,2]，形成的原因包括有：表面效 應（surface effect）、量子侷限效應（quantum confinement effect）、尺 寸效應（size tunable effect）等。
1-1-1 表面效應(surface area effect)
當尺寸遞減至一定程度時，暴露於表層的原子數相對於粒子總
原子數的比例大為增加，相較於內部原子，表面的原子配位數較小，
化學鍵屬不飽和狀態，所以能量較大，也使得化學性遠大於塊狀材料 (bulk materials)[3]，表 1-1 表示隨著尺寸遞減時，表面原子數比率隨 之增大的情形。晶體表面缺陷(surface defect)則來自於激發時陷入 (trapped)的電子或電洞，其影響光學性質甚巨，所以提升表面品質，
可有效改善材料的量子效率。
1-1-2 量子侷限效應(quantum confinement effect)
當尺寸接近激子波耳半徑（exciton Bohr radius）時，電子能帶逐 漸量化成不連續的電子能階，能隙的大小，隨材料尺寸的下降而遞 增，往高能量的方向移動，產生藍位移(blue shift)現象[4]。若以分子 軌域及能帶的角度而言，塊材內部原子數較多，電子數趨近於無窮 大，能階間距小能階密度(density of states, DOS)大，故可視為連續性 能帶，當材料尺寸下降到某一程度一下時，因為原子數減少能階密度 降低，能隙間距增加呈現非連續式能階狀態[5]，圖 1-1 說明材料能量 與能階密度之間的關係。
1-2 透明導電膜(transparent thin film)
當半導體薄膜材料之能帶大於3.1ev以上時，可見光將不具激發 價帶(valance band)電子的能力，可降低材料對可見光的吸收率，因此
一般而言均選用寬能隙半導體(wild band gap)作為透明導電膜材料。 的光選擇性(optical selectivity) [6]。
目前製造透明導電膜之方法有噴霧熱解法(spray pyrolysis)[7]、金
固 有 材 料 製 備 的 特 性 與 能 力(<100nm) ， 相 較 於 目 前 的 黃 光 微 影
的孔徑蝕刻，就是先利用破片轟擊(bombarding)的方式，在平整的片
1-4 塊式高分子(Block Copolymer)
自組裝塊式高分子(self-assembled block copolymers)，顧名思義為 在一個高分子材料中，同時由兩種以上不同性質的高分子鏈段所組成 者，有線性(linear)、雙塊式(di-block)、三塊式(tri-block)、多塊式
(mutiblock)、星狀(starblock)、接支狀(graft)高分子…等，如圖1-2所示。
並且具有許多維妙維肖的相行為，諸如以下所簡介者：
1-4-1 塊式高分子在熱熔溶狀態下的相行為
在熱熔狀態下相分離而自身組織成不同形貌並具有週期性排列 之奈米微結構，為塊式高分子材料引人注目的特性之一；此週期性之 微相分離行為是因為高分子鏈段與鏈段間的組成不同，熱力學狀態上 亦有所不同，造成相與相之間的不互容性所致，但又因為兩段不同的 鏈段之間是以共價鍵連結，不致於會產生巨大的相分離行為，因此形 成了多種不同的高分子相型態(mophology)，塊式高分子的相型態與 鏈段間的相容度、組成比例、溫度、分子量有關[20]。
微相分離除了層狀結構(lamellar)、柱狀結構(cylinder)、球狀結構 (sephere)、六方堆積(HEX)、體心(BCC)、面心(FCC)等形貌外，另可 自身組織成螺蜁狀(gyroid)、hexagonally perforated lamellar(HPL)等。
以PS-PI為例PS體積分率(fPS)小於0.17時，PS呈現BCC奈米結構，0.17<
fPS <0.28時PS呈現HEX結構，0.28< fPS <0.34時PS呈現gyroid結構，
0.34< fPS <0.62呈現lam結構，0.62< fPS <0.66時PI為gyroid結構，0.66<
fPS <0.77時PI為HEX，當fPI < 0.77時為BCC結構。如圖1-3所示。
1-4-2 塊式高分子在稀薄溶液中的相行為
field)[21] 、 側 向 力 誘 導 (shear force induced)[22] 、 結 晶 方 向 誘 導 (crystallization induced) [23] 與 基 材 限 制 方 向 性 誘 導 (substrate confined)[24]等，目標皆在利用外來驅動力使層狀、柱狀或球狀薄膜 具有一定的方向性以增加其應用價值。
1-4-4 塊式高分子之應用
塊式高分子為一種由下而上、由小而大、由內而外可按照設計進 行排列與組裝的優勢材料，其規則的週期排列結構，在塊材的部分不 但可運用在光子晶體(Photonic Crystall)與光學效應上的研究，並可利 用塊式高分子薄膜作為奈米光罩(nano-mask)運用在微影製程上，以及 利用塊式高分子薄膜作為奈米模板[29~36]，製備奈米金屬(metal) [25~28]、金屬氧化物(metal oxide)、量子點(quantum dot)、奈米陣列 (array)等。