5-1 結論
在本論文中，我們利用脈衝雷射沉積法製備硒化鉍薄膜，並且將 一系列變基板溫度的薄膜作基本特性量測以及光激發-探測實驗，
以及把隨時間延遲反射率的變化圖作快速傅立葉轉換後觀察其聲子 振動模式後發現到薄膜呈現鉍富含的狀態，且利用拉曼連續波雷射處 理樣品後發現在薄膜表面其鉍富含的情況較為嚴重，並且發現基板溫 度為 300 oC的硒化鉍薄膜的鉍富含的程度較 225o C的要來的多。
5-2 未來展望
經過以上的討論得到一個結論:要製備高品質的硒化鉍薄膜必須 要先設法薄膜的鉍富含的情況減低。並且我們可以發現在鍍膜過程中 因為硒的高揮發性(Volatile)而逸出的硒元素在薄膜內部產生非晶矽 的硒叢集-Se8 ring才是造成鉍富含的主因。因此接下來所面臨到的 課題就是如何減少Se8 ring，因此了解其成因是相當重要的。M. S. Iovu 等人 [27]曾將非晶矽的硒與硫族玻璃系列的化合物AsxSe100-x拿去量 測拉曼光譜如下圖，發現到非晶矽的硒在 238 cm-1處各有一根散射峰，
是 屬 於 另 一 種 硒 叢 集 為 Se chains， 而 As 與 As 各 在
圖 5-1 非晶矽硒與As5Se95、As10Se90的拉曼光譜圖 [31]
原 因 為 非 晶 矽 的 硒 是 由 Se8ring與Se chains所組成的混合結 構，其鍵結方式與硒化鉍相似，前者為共價鍵結後者為凡德瓦爾力鍵結。
當砷與硒鍵結時砷原子會將鍵結力較弱的Se chains的鍵結打斷才只 有產生Se8 ring的結構。這例子告訴我們共價鍵結的Se8 ring要有效 減少是不容易的。而此處我們所提供的方法為改變不同熱退火的時間。
Se8 ring是屬正常存在於非晶矽硒中的分子聚合叢集，常會因溫度的 變化產生，尤其是半導體製程中的退火效應。據T. H. Kim [32]指出利 用熱蒸鍍(Thermal Evaporation)的製程方法先在SiO2/Si基板上成長 4.86 Å的鉍原子層後再成長 18.46 Å的硒原子層，稱其為Bi4Se18的薄 膜，然後再將其薄膜拿去作熱退火處理後發現鉍原子層與硒原子層彼
此產生了一種自組成(Self-Organization)的過程，使其變成純的Bi2Se3
結構，並且由其量測之拉曼光譜後發現在 253 cm-1的位置同樣也有Se8 ring的繞射峰訊號，其示意圖如下:
圖 5-2 硒化鉍多層薄膜的自組成過程圖 [32]
由於我們在每次鍍膜完成後即立刻使用氦氣降溫，在此降溫過程 中 部 分 濺 鍍到 基 板 上的 硒 原 子不 僅 沒有 與 鉍 鍵 結且 逸 出 再結 晶 (Re-crystallize)成非晶矽的硒叢集Se8 ring。因此我們未來努力的目標 為改變降溫時間以期能達到降低鉍富含情況。
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