隨著科技進步，人類的文明蓬勃發展，但能源的供應卻始終跟不 上人類對能源的需求，當前世界的能源主要為石化能源，其中中國內 地等少數地區以煤炭為主，除此之外皆為天然氣以及石油能源。按照 目前的消耗量，科學家估計石油、天然氣最多只能再使用半個世紀，
煤炭則能維持 120 年。所以不論何種型態的能源消耗形式，當將面臨 日趨嚴重的能源問題。因此許多科學家專研於新興能源的開發，除了 如何創造新興綠色能源外，能源的儲存也成了非常重要的課題！電池 的發現要回溯到西元 1800 年左右，Alessandro Volta 在浸泡著鹽水的 鋅片和銀片之簡易裝置中發現電流，進而發展出伏打電池，緊接著 Johann Ritter 在 1802 年發明了可重複充電的電池，George Leclanche France 於 1860 年發展碳鋅電池等等。隨著時代的演進，林林總總的 電池接續發展，推陳出新。鋰電池因具有優良的特性而脫穎而出，其 中又以結構穩定之磷酸鋰鐵與磷酸鋰錳為正極材料的鋰電池更受近 代科學家的關注！
材料科學家們大致依材料的導電性或能隙大小，將研究材料區分 為導體、半導體以及絕緣體三類。作為一個優良的電池材料，導電性 良好與否將是最基本考量因素，而磷酸鋰鐵與磷酸鋰錳卻不具備良好
導電性的特質，但其具有良好的充放電結構穩定性。因而科學家們想 辦法利用各種方法提升其導電性，例如:在材料外利用碳塗層包覆[1]
或減小材料之粒徑大小[2,3]等等。
近年來，表面科學蓬勃發展，當材料顆粒大小為奈米尺寸時，產 生許多巨觀所不能看見的物理現象，例如: LiMPO4奈米顆粒的電子結 構顯現量子尺寸效應，導致磁性相轉變點-尼爾溫度降低，及晶格波
運動行為受限，引起聲子侷限效應等等。本論文中，LiFePO4 與
LiMnPO4奈米顆粒粒徑大約為 50 nm 及 20 nm，LiMnPO4奈米顆粒相 較於粉末壓錠，其能隙值具有明顯的藍移現象，量子尺寸效應甚為顯
著。LiMPO4 室溫拉曼散射光譜分析發現奈米顆粒樣品之拉曼峰位置
普遍存在 1~2 cm-1的紅移，推測與聲子侷限效應有關。
除此之外，我們參考已發表文獻之第一原理電子結構計算，分析 樣品的能帶結構，了解到 LiMPO4的直接能隙躍遷主要涉及到 軌域 的晶格場效應，LiMPO4之 軌域分裂為高能量的 eg簡併態與低能量 的 t2g簡併態，eg包括 和 軌域，t2g包括 、 和 軌域。
LiFePO4直接能隙為 t2g電子躍遷到 t2g空軌域，LiMnPO4則是 O 的 2p 電子躍遷到 Mn 的 t2g軌域。
我們利用 x 光繞射能譜儀分析樣品的晶格常數，拉曼散射光譜儀 了解樣品的晶格微結構，橢圓偏振光譜儀探測樣品的電子結構與其光
學常數。
本論文以探討 LiMPO4 (M = Fe, Mn) 之晶格結構及電子結構為 主要研究方向。其他章節大綱介紹如下：
第二章為研究背景，回顧 LiFePO4與 LiMnPO4已發表文獻的重 要研究成果；第三章為實驗儀器及其基本原理，內容包含拉曼散射光 譜儀及橢圓偏光光譜儀之儀器裝置介紹及其工作原理；第四章為實驗 樣品性質，介紹樣品的製程、晶格結構參數、及重要的物理性質；第 五章為實驗結果和討論，探究不同粒徑大小之 LiMPO4 (M = Fe, Mn) 樣品光譜特性、物理意義及鋰含量對 LiFePO4結構的影響；第六章為 結論與未來展望。