本實驗觀察了硒化鉛奈米顆粒在石墨基板上的成長行為，實驗的控制變因 是基板的溫度。由 AFM 的觀察，我們發現隨著溫度的變化，成長的情形有如下 的趨勢：當溫度高時，成長出的二維島嶼趨向於分散，溫度低時，島嶼趨向於聚 集。而島嶼數量密度則是隨著覆蓋度增加而減少。我們推測成長的過程有兩種可 能。第一種可能是以膠體顆粒的自組裝方式，如 2-1 小節所述,成長時間的長短能 決定溶液中島嶼和島嶼相互聚集的程度，而成長時間則受溫度變化的影響。溫度 高則保護基脫附速率快，因此成長時間短，島嶼和島嶼之間來不及聚集而呈現分 散狀；溫度低則成長時間長，因此形成大島嶼。而這樣的模型中扮演溶劑角色的 則是保護基。推測第二種可能是成長的過程在甲苯溶液還未揮發殆盡之前即已完 成，溶液中的二維粒子系統因為溫度和覆蓋度的不同而呈現不同的樣貌，此即為 二維 Lennard-Jones 相圖中各個不同的相區域。在溶液中所呈現的相因為溶劑的 揮發而固著在基板上。因此我們以 AFM 所觀察到的島嶼形貌即是硒化鉛顆粒在 溶液中的分布狀況。而由相圖中的各區域和實驗結果的相對照,我們可以說以二 維 Lennard-Jones 相圖來描述我們的粒子系統在定性上是正確的。而在 100℃~130
℃溫度區間，就是整個系統要從流體相開始要進行相分離所對應的溫度。以上兩 種解釋其實並不完全相互牴觸，但是整個過整究竟是由哪一種機制來主宰則還需 要再進一步驗證。基板溫度在 100℃~130℃時所出現 spinodal 分解的現象表示在 這樣的溫度下，整個二維粒子系統中的能障已降低或消失。而從微觀的角度來 看，可能代表著顆粒之間的表面能消失，也就是顆粒和顆粒之間的能障已經不存 在。若由膠體顆粒的模型來看，DLVO 理論告訴我們顆粒之間的能障消失代表著 顆粒表面的電荷密度降低或溶液中的離子數目增加。雖然我們目前還未能確定真 正的原因，但至少了解到這個地方存在著一個有趣的物理問題等著進一步的深入 探討。
介觀尺度下的奈米材料展現出和在原子尺度以及巨觀尺度下所不同的物理 特性，因此如同第一章所言，除了探討物理問題外，在應用上，能控制奈米顆 粒的自組裝行為也是這樣的研究所要達到的目的。在定性上，我們目前至少已 經能夠掌握到要成長出均勻島嶼所需要的溫度範圍。而這樣的奈米顆粒總是會 以二維的成長方式形成單層薄膜，也是一個目前能被掌握的應用特性。以這樣 的基礎為出發點，未來我們希望能夠達到的最終目的為，以奈米顆粒作為構成 單元(building block)進行自組裝而獲得新材料，並且進一步研究此種新材料的各 種物理性質。
在實驗的進行當中，還有一些地方未能控制好而可能造成誤差，如下：(1) 因為實際上實驗進行的問題，諸如石墨基板不夠、樣品溶液受到污染或樣品因 人為的失誤而被破壞，因此不同溫度的樣品所使用的溶液並不完全是一樣的。
(2) 某些實驗的溫度已經超過甲苯的沸點(110℃)，甲苯在基板表面的沸騰現象 無法使溶液均勻分布在基板上。這些問題都是可以改進的，我們擬用更高沸點 的溶劑來進行實驗，並且用同樣的溶液一次進行幾種不同溫度的實驗，希望能 夠減少這些不必要的誤差。另外，如 4-1 小節所敘述，單一顆粒在 AFM 的量測 下比實際大小來的大，和基板溫度是否就等同於粒子系統的溫度….等等問題，
是本實驗還未能定量化的原因。
參考文獻
[1] G. M. Whiteside and B. Grzbowski, Science 295, 2418 (2002).
[2] George Y. Onoda, Phys. Rev. Lett. 55, 226 (1985).
[3] S. Huang, H. Sakaue, S. Shingubara and T. Takahagi, Jpn. J. Appl. Phys. 37, 7198 (1998).
[4] E. Rabani, D. R. Reichman, P. L. Geissler, and L. E. Brus, Nature 426, 271 (2003).
[5] Jean-Pierre Hansen and Loup Verlet, Phys. Rev. 184, 151 (1969).
[6] S. W. Koch, Rashmi C. Desai and Farid F. Abraham, Phys. Rev. A 27, 2152 (1983).
[7] J.A. Barker, D. Henderson and Farid F. Abraham, Physica 106A, 226 (1981).
[8] G. Ge and L. E. Brus, J. Phys. Chem. B 104, 9573 (2000).
[9] G. Ge and L. E. Brus, Nano Lett. 1, 219 (2001).
[10] J. Tang, G. Ge, and L. E. Brus, J. Phys. Chem. B 106, 5653 (2002).
[11] Holger Roder, Elmar Hahn, Harald Brune, Jean-Pierre Bucher and Klaus Kern, Nature 366, 11 (1993).
[12] J. A. Venables, G. D. T. Spiller, and M. Hanbucjen, Rep. Prog. Phys. 47, 399-459 (1984).
[13] J. G. Amar and F. Family, Phys. Rev. Lett. 74, 2066 (1995).
[14] S. Sun and C. B. Murray, J. Appl. Phys. 85, 4325 (1999).
[15] J. Xu, J. P. Ge, and Y. D. Li, J. Phys. Chem. B 110, 2497 (2006).
[16] Israelachivili, J. N., Intermolecular and Surface Forces, 2nd ed., Academic: New York, 1992.
[17] H.Ted Davis, Statistical Mechanics of Phases, Interfaces, and Thin Films, Wiley-VCH, 1995.
[18] Nigel Goldenfeld, Lectures on Phase Transition and the Renormalization Group, Addison-Wesley, 1992.
[19] Kenneth A. Jackson, Kinetic Processes. Grystal Growth, Diffusion, and Phase Transitions in Material , Wiley-VCH, 2004.
[20] Xu, H. Z.; Zhao, F.; Majumdar, A.; Jayasinghe, L.; Shi, Z. Electron.Lett. 2003, 39, 659.
[21] Schaller, R. D.; Klimov, V. I. Phys. ReV. Lett. 92, 186601 (2004).
[22] W. B. Jian, Weigang Lu, Jiye Fang, S. J. Chiang, M. D. Lan, C. Y. Wu, Z. Y. Wu, F. R. Chen and J. J. Kai, J. Chem. Phys. 124, 064711 (2006).
[23] Hugh O. Pierson, Handbook of Carbon, Graphite, Diamond and Fullerenes, Noyes Publications, 1993.
[24] H.-J Guntherodt and R. Wiesendanger, Scanning Tunneling Microscopy I, 2nd
edition, Springer-Verlag, 1992.
[25] C. Julian Chen , Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford, 1993 . [26] 黃順誠， Growth of One Monolayer of PbSe Quantum Dot Thin Film，國立中 興大學，碩士論文，2005.