2 致電壓(photovoltic)、熱電勢(thermoelectric) [2] [3] [4]
和開關 效應(switching effects) [5]，在應用上可以用來製作太陽能電 池、裝飾塗料以及光電和熱電的致冷元件[6]。
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像以掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope)清楚的 呈現，並將其變溫(Temperature-dependent)下的電流-電壓(I-V) 特性曲線圖成功的量測出。
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體或半導體的特性。
一維奈米結構的線型材料可以概略的分為純金屬與金屬氧化物 兩大類別，純金屬型態的奈米線型材料如金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt) 等，在金屬氧化物的奈米線型結構之中，以幾個寬頻帶(wide band gap) 的材料，如氧化銦(In2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO2)、氧化鎂 (MgO)、氧化錫(SnO2)等最具代表性。
半導體線材在最近這幾年來被廣泛的研究，其潛在的特性被應用 在光電、電子包含紫外雷射(UV lasers)、發光二極管(light- emitting diodes)、氣體感測器(gas sensors)、場效電晶體
(field-effect transistors)、紫外光探測器(UV photodetectors)，
等領域。 影技術(scanning probe lithography SPL)；第二類為由下而上 (Bottom up)方式，這類製程發展時間較早，如氣相液相固相
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(Vapor-Liquid-Solid)成長法、模板(Template)輔助成長法、氧化物 輔助成長法、奈米晶粒輔助成長法。接下來我們將介紹上述幾種製作 奈米線的方式:
(一)由上而下(Top down)
●
掃描式探針微影技術(scanning probe lithography SPL) 掃描式探針微影技術主要是利用具有探針的掃描探針顯微鏡 (Scanning Prob Microscope)，如原子力顯微鏡(Atomic force microscope)以其尖銳探針針尖直接在樣品表面刻劃我們所需的奈米●
氣液固法(VLS，vapor-liquid-solid)法：VLS機制可分成三階段：成核、析出、結晶。在成核階段，金屬 粒子被散佈在基材上 ，這些金屬粒子可以利用化學氧化還原法或雷 射熱退火金屬薄膜而形成。然後引進反應氣體如SiH4或SiCl4，當系統
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作為緩衝層，而後於其上成長相同成分的一維奈米結構材料。研究團 隊利用此方法已成功成長 SiCN 奈米柱[12]、GaN 奈米線[13]。
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圖 1.1 奈米碳管的結構與群集結構圖。
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.圖 1.2 掃描式探針微影圖[9]
圖 1.3 電場促成電化學氧化作用示意圖[9]
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圖 1.4 VLS 一維奈米線成長法
圖 1.5 模板輔助成長一維奈米材料示意圖
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圖1.6 Sb2Se3鏈狀構造圖 (a) 在(0 1 0)面 和( b) 在(0 0 1)面
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圖1.7 一維奈米結構 Sb2Se3 nanowire
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1-4 半導體和金屬間的接觸行為(Contact)
研究半導體奈米柱電性特性，半導體奈米柱和金屬電極間的接觸 (contact)扮演一個非常重要的角色。為了瞭解半導體奈米柱一些本 質的特性(intrinsic properties)，如電性，那麼歐姆接觸(ohmic contact)會是較好的接觸(contact)。一般來說半導體奈米柱和金屬 電極間形成的接觸(contact)分為兩種:<1>蕭基接觸(Schottky contact) <2>歐姆接觸(ohmic contact)；如何區分是哪一種接觸 (contact)，決定於多數載子的種類(電子或電洞)，和金屬電極、半 導體奈米柱之間功函數 work-function ( ψ )的差異。以一個 p 型 半導體來說，其功函數(work-function) (ψp)，假設比金屬電極其 功函數(work-function) (ψM)大，即(ψp)> (ψM)，那麼所形成的 接觸(contact)便稱做蕭基接觸(Schottky contact)；反之，如果 (ψp)< (ψM)，所形成的接觸(contact)稱為歐姆接觸(ohmic
contact)。[圖 1.8]為說明蕭基能障(Schottky barrier)和歐姆接觸 (ohmic contact)。
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(a) (b)
圖 1.8(a)歐姆接觸(Ohmic contact)能帶圖；(b)蕭基接觸(Schottky contact) 能帶圖
17 電性量測系統；另一種是掃描探針顯微術(Scanning Probe
Microscopy ，SPM)
(一) 電極式電性量測系統 測。而電極的製作方法可以用聚焦離子束(Focused ion beam)、電子
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束微影、光學微影等。
(二) 掃描探針顯微術(Scanning Probe Microscopy ，SPM)
掃描探針顯微術(SPM)的量測範圍可從原子等級到數百微米，可 量測的物理量包羅萬象，並且擁有操控與改變表面狀態的能力，因此 成為諸多工具中，發展最快且應用廣泛的方法之一。SPM的種類繁多，
一般常見的是掃描穿隧顯微術 (Scanning Tunneling Microscopy，
STM) 與掃描力顯微術(Scanning Force Microscopy，SFM)[圖1.9] 兩 大類。此外還有延伸型工具，例如掃描式近場光學顯微鏡(Scanning Near-field Optical Microscope，SNOM)與掃描電容顯微鏡(Scanning Capacitance Microscope， SCM) 等等也甚為常見。
SPM 中最早發明的STM是藉由導電探針與樣品間的穿隧電流來偵
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SFM 在發展上比 STM 更為容易且應用範圍甚廣，但另一方面，由於 SFM 的作用力範圍常遠大於原子尺度，因此在空間解析度上比STM 差。
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圖1.9 SFM 探針的主要結構可分為懸臂(cantilever)與尖端(tip)兩部分。當探 針尖端與表面產生作用力時，懸臂會生些微的彎曲，使打在懸臂背面的 雷射光束反射到光偵測器上的位置改變。一般所使用的位置靈敏偵測器 (Position Sensitive Photo Detector，PSPD)具有四個象限，可量測雷 射光點的橫向與高低位置變化，並分別對應針尖在側向與z 方向的受力。
21 散射性的(diffusive transport)，如[圖 1.11](a)所示；相反的當 線寬小於電子平均自由路徑，電子在行進時將不會碰到散射因子，直 線通過導線，因而傳輸上屬於彈道的(ballistic transport)，如[圖 1.11](b)所示。但當電子平均自由路徑大於線寬時，電子在行走過程 可能會碰到表面而散射，此時表面造成的導線電阻上升，產生所謂的 表面效應。
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圖1.10 電導率量子化離散值朗道常數G
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圖1.11 電子在(a)diffusive transport (b)ballistic transport 運動狀況示 意圖。
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運用介電泳動(dielectrophoresis)的方法，進一步將單根硒化 銻(Sb2Se3)奈米線懸吊(free-standing)在一掏空的矽基板上，量測變 溫下電流-電壓特性曲線圖，並和單根硒化銻(Sb2Se3)奈米線是平躺在 矽基板上，兩著間去做電性比較和物理上的分析。
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