本實驗由化學浴沉積法在不鏽鋼積板上成長氧化鈷薄膜。本章將分為四個部
分，第一個部分為奈米線結構氧化鈷薄膜的結構特徵分析，第二個部分為奈米線
氧化鈷薄膜的表面特徵分析，第三個部分為奈米線氧化鈷薄的電化學特性分析，
第四個部分為結論。
4.1 氧化鈷薄膜結構特徵分析
圖一、Co3O4的 (a) XRD 圖 (b) 拉曼光譜
圖一(a)為典型的氧化鈷 XRD 圖，為多晶立方結構的氧化鈷。平面(220)為主要的
反射峰值，且與平面(311)和(511)相對應的其他峰值明顯較低，顯示出了高純度
的四氧化三鈷。這些平面也與氧化鈷的標準 JCPDS 數據(卡號：78-1969)一致。
且由於多個峰值，峰值間距並非等間距，可初步判定為多晶結構。
由圖一(b)拉曼圖中 482 cm-1、690 cm-1的峰值確認為四氧化三鈷的氧化鈷型態。
圖二、Co3O4的 XPS 圖
由圖二(a)可知 784.2eV 的峰值屬於 Co2P3/2，代表了 Co2+的存在，而 798.1 和
803.3eV 的兩個弱峰屬於 Co2P1/2，代表了 Co3+，更證實了氧化鈷型態為 Co3O4。
圖二(b)中可知 531.2eV 的峰值為中心峰，是因為氧在 Co3O4中的型態造成。(氧
可能為 O-、O2-、O2-)。
4.2 氧化鈷薄膜表面特徵分析
圖三、(a)5KX(b)10KX 的 SEM 圖、氧化鈷的(c)TEM 圖(d)SAED 圖
由圖三(a)和(b)知道氧化鈷薄膜為線狀氧化鈷形成的多孔薄膜。由(c)可確定此薄
膜為氧化鈷晶體團聚而成。(b)中圍繞射環，代表了氧化鈷晶體為多晶結構，與
XRD 結果相同。
圖四、Co3O4的氮吸附脫附圖
圖四為氧化鈷的 BET 測量。圖中等溫線為 IV 型等溫線。氧化鈷的孔徑分布範圍
為 4 到 14 nm(參考文獻中誤植為 1 到 10 nm)，平均半徑 1.43 nm，表面積為 66.33
m2g-1。超級電容器的能量密度主要取決於孔徑分佈和比表面積，本研究結果顯示
了氧化鈷薄膜的高表面積有利於電荷儲存和大的孔徑使電解質離子和電子可有
效傳輸分佈範圍，表 4-1 為與其他研究結果比較[13, 14]。(原文獻中 Meher 的研
究出處錯誤)
表 4-1
4.3 氧化鈷薄膜的電化學特性分析
圖五、(a)不同掃描速率下的 CV 曲線、(b)不同掃描速率的 CV 值、(c)不同電流
密度下的 GCD 曲線、(d)特定電流密度下的 CV 值變化、(e)掃描速率 100mV 下
的電容穩定性、(f)不同循環數下的電容保留率
圖五(a)代表掃描速率為 5 到 100 mV-1時，在-0.2 到 0.45V 的電位窗中的氧化鈷
CV 測量圖，圖中具有氧化還原峰，代表氧化鈷具有擬電容特性，且 CV 曲線面
針對本研究，筆者相關建議如下：
一、研究者應說明使用的不鏽鋼基板為何？是不鏽鋼編織網或是其他，若為不鏽
鋼編織網，其孔徑大小和孔目數量。如此才能使後人如同站在巨人的肩膀上，使
奈米氧化鈷應用於超級電容之研究更進一步。
二、研究者應說明本研究中 BET 測量結果中 IV 曲線代表特性與奈米線氧化鈷薄
膜之超級電容特性間的關係。
三、比電容保留率應該要用具有最大比電容值的掃描速率 5 mV-1而不是 100
mV-1。且亦應說明比電容保留率為何僅 86％？因為 Xiong 的片狀氧化鈷雖然比
電容值較低，但由於其結構穩定，因此電容保留率達 93％[15]，故 86％的電容
保留率是奈米線氧化鈷薄膜結構不穩定、體積膨脹或其他因素造成，研究者應當
更深入探討之。