貝爾物理降的得主 理查‧費曼（Richard Feynman）於 1959 年首先提到
「…物理學的原理並沒有否決原子層次上製造東西的可能性，……」。
了一連串排山倒海針對奈米材料的研究，造就一波接一波奈米科技的研 究熱潮。
當半導體工業進展到奈米尺度的範疇後，探討奈米尺度下的熱、電 傳輸行為便顯得非常重要。許多研究團隊發現在奈米尺度下，熱、電傳 輸行為與一般的塊材大不相同，可能是受到奈米線的結構與內在缺陷所 造成。所以，一維奈米線熱電傳輸行為的研究成果，將對半導體工業奈 米化的進展有著深遠的助益。
利用一維奈米線材為基礎做出來的光電元件，元件所表現出的性能 和本身一維奈米線材本質特性密切相關，而量測單根一維奈米線在變溫 下的電流-電壓(I-V)特性曲線圖，亦是其中一種探討一維奈米線本質特 性很好的方法和途徑。
1-2 一維奈米結構特性、應用及製備方法
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，以幾個寬能帶(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。
一維奈米線材比起一般的塊材或是外延層(epilayers)材料，一維奈米線 材 擁 有 較 高 的 表 面 積 體 積 比(surface-to-volume ratio) 和 量 子 侷 限 效 應 (quantum confinement)，成就了它不論在電性上或是光學上的獨特性質。
至於奈米線製程的部分，可以分成兩大類，第一類為由上而下(Top down) 方式，這類製程方法屬於較新式的製程，如掃描式探針微影技術(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(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。
[圖 1.1] 奈米碳管的結構與群集結構圖。
1-3 金屬氧化物介紹
在金屬氧化物中見到。如果能夠利用金屬氧化物架構出奈米級結構，由於
因為具有相當特殊的性質，現在已經廣泛的運用在光學材料上。其中摻雜 (doping) 錫的In2O3薄膜，因為具有良好的電子束傳導性與高度的透光性，
所以是一個相當理想的平面顯示器材質。此外，由於ZnO的價格便宜且容易 蝕刻，因此在製作平面顯示器的過程中，它是一個相當好的中間物。【6】
1-4 一維奈米線之電性量測技術
(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1.2] 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) 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測
[圖1.2] 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。
1-5 一維奈米線之電性特性
[圖1.3] 電導率量子化離散值朗道常數G
[圖1.4] 電子在(a)diffusive transport (b)ballistic transport 運動狀況示意圖。
1-6 V
2O
5的結構與特性
[圖 1.5] （a）V2O5的層狀結構（b）由一個釩原子和五個氧原子組成的 VO5金 字塔單元（c）VO5金字塔與相鄰上下顛倒的VO5共用一個邊(兩個氧)
而延伸成層狀結構。