綜合所有量測結果的討論之後，我們發現在長程有序的XRD和PL量測中，不 同的N缺陷對ZnO原子結構中某些性質的影響如果不同，就會造成這些性質隨著N 缺陷之間的消長而改變，例如NBE發光的位置和強度，與NO與(N2)O之間的消長 有關。ZnO原子結構中也有只與N含量的變化有關的性質，例如ZnO(0 0 2)方向的 orientation，隨N含量的增加而變差。在短程有序的XAS和XPS量測中，相同的現 象也發生在電子結構上，N本身的電子結構受到N缺陷之間消長的影響，另一方 面O 2p-Zn 3d的hybridization則是隨N含量增加而變強。
NO與(N2)O之間的消長，在短程有序的Zn K-edge EXAFS能譜中影響中心Zn 原子與第一配位層原子之間的鍵結長度，在長程有序的PL量測中，也影響了NBE 發光的強度，使得NBE發光由弱至強的序列與鍵結長度由長至短的序列一致。但 在同樣長程有序的XRD量測中，卻沒有影響ZnO(0 0 2)繞射峰的位置，因此晶格 常數沒有改變。顯示NO與(N2)O之間的消長在長程有序和短程有序下能造成一致
摻N樣品
♦NBE發光強度：C10→C30→C40→C20
♦缺陷發光強度(NBE發光強度歸一化)：
C40→C20→C30→C10
XAS
♦O K-edge吸收度：C40→C30→C20→C10
♦Zn L -edge吸收度：3 C40→C30→C20→C10
♦Zn K-edge吸收度：不變
♦N K-edge吸收度：C40←C20←C30←C10
♦由Zn K-edge EXAFS推算出的鍵長：
C10←C30←C40←C20
♦ ZnO(0 0 2)的orientation隨N含量增加而變差
♦O 2p-Zn 3d的hybridization隨N含量增加而增強
♦O 2p-Zn 4sp的hybridization不受N含量影響
♦樣品中NO與(N2)O影響NBE發光強度和鍵長
♦摻入N後因自補償效應產生的n型缺陷，會將電子填入 N 2p軌域，缺陷越多，N 2p軌域有越多電子填入
表4.1 摻N樣品整體趨勢分析
C10 ZnO(1 0 1)繞射峰最強，晶相最混亂，影響PL發光性質。
C20
NBE發光強度最低，從Zn K-edge的EXAFS推算出的鍵長最長，中 心Zn原子的配位數最多，推測(N2)O為主要缺陷。
C30 NBE發光波長位置紅移最大，推測NO為主要缺陷。
C40
從XAS可以發現C40的N含量已經使電子結構不同於原本的ZnO電 子結構。
表4.2 摻N樣品個別特性分析
參考文獻
1. P. Zu, Z. K. Tang, G. K. L. Wong, M. Kawasaki, A. Ohtomo, J. Koinuma, and Y.
Segawa, Solid State Commun. 103, 459 (1997)
2. D. C. Look, B. Claflin, Y. I. Alivov, and S. J. Park, Phys. Status Solidi A 201, 2203 (2004)
3. R. L. Hoffman, B. J. Norris, and J. F. Wager, Appl. Phys. Lett. 82, 733 (2003)
4. Y. I. Alivov, J. E. V. Nostrand, D. C. Look, M. V. Chukichev, and B. M. Ataev, Appl.
Phys. Lett. 83, 2943 (2003)
5. D. C. Look, Mater. Sci. Eng. B 80, 383 (2001)
6. Y. Liu, C. R. Gorlia, S. Liang, N. Emanetoglu, Y. Lu, H. Shen, and M. Wraback, J.
Electron. Mater. 29, 69 (2000)
7. M. Zamfirescu, A. Kavokin, B. Gil, G. Malpuech, and M. Kaliteevski, Phys. Rev. B 65, 161205 (2002)
8. X. Gu, M. A. Reshchikov, A. Teke, D. Johnstone, H. Morkoc, B. Nemeth, and J.
Nause, Appl. Phys. Lett. 84, 2268 (2004)
9. H. J. Ko, Y. F. Chen, S. K. Hong, H. Wenisch, T. Yao, and D.C. Look, Appl. Phys.
Lett. 77, 3761 (2000)
10. D. C. Look, J. R. Sizelove, and J. W. Hemsky, Phys. Rev. Lett. 82, 2552 (1999)
11. S. B. Zhang, S. H. Wei, and A. Zunger, Phys. Rev. B 63, 075205 (2001) 12. C. G. V. Walle, Phys. Rev. Lett. 85, 1012 (2000)
13. A. Janotti, and C. G. V. Walle, Phys. Rev. B 76, 165202 (2007)
14. X. Li, B. Keyes, S. Asher, S. B. Zhang, S. H. Wei, and T. J. Coutts, Appl. Phys. Lett.
86, 122107 (2005)
15. Z. Z. Ye, J. Cryst. Growth 253, 258 (2003)
16. J. W. Sun, Solid State Commun. 140, 345 (2006)
17. H. Matsui, H. Saeki, T. Kawai, H. Tabata, and B. Mizobuchi, J. Appl. Phys. 95, 5882 (2004)
18. H. Chen, S. Gu, W. Liu, S. Zhu, and Y. Zheng, J. Appl. Phys. 104, 113511 (2008) 19. J. J. Lai, Y. J. Lin, Y. H. Chen, H. C. Chang, C. J. Liu, Y. Y. Zou, Y. T. Shih, and M.
C. Wang, J. Appl. Phys. 110, 013704 (2011)
20. C. H. Park, S. B. Zhang, and S. H. Wei, Phys. Rev. B 66, 073202 (2002) 21. A. Kobayashi, O. F. Sankey, and J. D. Dow, Phys. Rev. B 28, 946 (1983)
22. J. G. Reynolds, C. L. Reynolds, A. Mohanta, J. F. Muth, J. E. Rowe, and H. O.
Everitt, Appl. Phys. Lett. 102, 152114 (2013)
23. A. Janotti, and C. G. V. Walle, Rep. Prog. Phys. 72, 126501 (2009)
24. E. C. Lee, Y. S. Kim, Y. G. Jin, and K. J. Chang, Phys. Rev. B 64, 085120 (2001)
25. S. Limpijumnong, X. Li, S. H. Wei, and S. B. Zhang, Appl. Phys. Lett. 86, 211910
Chang, and W. J. Lin, J. Cryst. Growth 310, 3024 (2008)
32. E. Guziewicz, M. Godlewski, T. Krajewski, Ł. Wachnicki, A. Szczepanik, K.
Kopalko, A. Wójcik-Głodowska, E. Przeździecka, W. Paszkowicz, E. Łusakowska, P.
Kruszewski, N. Huby, G. Tallarida, and S. Ferrari, J. Appl. Phys. 105, 122413 (2009) 33. E. Guziewicz, I. A. Kowalik, M. Godlewski, K. Kopalko, V. Osinniy, A. Wójcik, S.
Yatsinenko, E. usakowska, W. Paszkowicz, and M. Guziewicz, Appl. Phys. Lett. 103, 033515 (2008)
34. S. K. Kim, C. S. Hwang, S. H. K. Park, and S. J. Yun, Thin Solid Films 478, 103 (2005)
35. P. J. Møller, S. A. Komolov, and E. F. Lazneva, J. Phys.: Condens. Matter 11, 9581 (1999)
36. M. W. Allen, C. H. Swartz, T. H. Myers, T. D. Veal, C. F. McConville, and S. M.
Durbin, Phys. Rev. B 81, 075211 (2010)
37. P. Schröer, P. Krüger, and J. Pollmann, Phys. Rev. B 47, 6971 (1993)
38. J. H. Guo, L. Vayssieres, C. Persson, R. Ahuja, B. Johansson, and J. Nordgren, J.
Phys.: Condens. Matter 14, 6969 (2002)
39. 國家同步輻射研究中心 http://www.nsrrc.org.tw/chinese/index.aspx 40. “同步輻射光源及其應用(上冊)”,麥振洪 著 (科學出版社, 2013).
41. “X 射線精細結構及其應用”, 王其武編著 (科學出版社, 1994).
42. “NEXAFS Spectroscopy”, edited by Joachim Stöhr (Springer-Verlag, 1992).
43. “X-ray photoelectron spectroscopy : an introduction to principles and practices”
edited by Paul van der Heide (Wiely, 2012)
44. “發光學與發光材料”, 徐敘瑢編著 (化學工業出版社, 2004)
45. J. F. Chien, C. H. Chen, J. J. Shyue, and M. J. Chen, Appl. Mater. Interfaces 4, 3471 (2012)
46. P. Fons, H. Tampo, A. V. Kolobov, M. Ohkubo, S. Niki, J. Tominaga, R. Carboni, F.
Boscherini, and S. Friedrich, Phys. Rev. Lett. 96, 045504 (2006).
47. B. Yao, D. Z. Shen, Z. Z. Zhang, X. H. Wang, Z. P. Wei, B. H. Li, Y. M. Lv, X. W.
Fan, L. X. Guan, G. Z. Xing, C. X. Cong, and Y. P. Xie, J. Appl. Phys. 99, 123510 (2006)
48. Y. G. Wang, S. P. Lau, X. H. Zhang, H. W. Lee, H. H. Hng, and B. K. Tay, J. Cryst.
Growth 252, 265 (2003)
49. J. L. Zhao, X. M. Li, J. M. Bian, W. D. Yu, and C. Y. Zhang , J. Cryst. Growth 280, 495 (2005)
50. D. Wang, Y. C. Liu, R. Mu, J. Y. Zhang, Y. M. Lu, D. Z. Shen, and X. W. Fan, J.
Phys.: Condens. Matter 16, 4635 (2004)
51. M. Hirai, and A. Kumar, J. Vac. Sci. Technol. A 25, 1534 (2007)
52. B. D. Chin, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 205104 (2008)
53. J. L. Zhao, X. M. Li, J. M. Bian, W. D. Yu, and C. Y. Zhang, J. Cryst. Growth 280, 495 (2005)
54. K. Minegishi, Y. Koiwai, Y. Kikuchi, K. Yano, M.Kasuga, and A. Shimizu, Jpn. J.
Appl. Phys. 36, L1453 (1997)
55. N. H. Nickel and K. Fleischer, Phys. Rev. Lett. 90, 197402 (2003) 56. B. X. Lin, Z. X. Fu, and Y. B. Jia, Appl. Phys. Lett. 79, 943 (2001)
57. X. L. Wu, G. G. Siu, C. L. Fu, and H. C. Ong, Appl. Phys. Lett. 78, 2285 (2001) 58. K. Vanheusden, W. L. Warren, C. H. Seager, D. R. Tallant, J. A. Voigt, and B. E.
Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983 (1996)
59. B. Lin, Z. Fu, Y. Jia and G. Liao, J. Electrochem. Soc. 148, G110 (2001) 60. E. G. Bylander, J. Appl. Phys. 49 , 1188 (1978)
61. J. W. Chiou, J. C. Jan, H. M. Tsai, C. W. Bao, and W. F. Pong, Appl. Phys. Lett. 84, 3462 (2004)
62. M. Petravic, P. N. K. Deenapanray, V. A. Coleman, C. Jagadish, K. J. Kim, B. Kim,
K. Koike, S. Sasa, M. Inoue, and M. Yano, Surf. Sci. 600, L81 (2006)