1-1 研究動機
近年來，有鑒於光電產業的蓬勃發展，在製作光學元件的過程 中，最常使用的就是厚度在微奈米尺度的薄膜(thin films)。然而利用 微奈米尺度薄膜在製作光學元件的同時，所產生的熱量幾乎都是以熱 傳導的形式出現，進而造成熱膨脹及熱應力等效應的發生，而使結構 產生形變或影響原本所預期的效能，進而減少元件的壽命，因此如何 了解薄膜材料的熱傳導係數對於光學元件的製程及應用上是有其必 要性的，從一些研究顯示，塊材與薄膜的熱傳導係數是有顯著的不 同，因此如何量測出薄膜熱傳導係數，為一重要的課題。
1-2 研究目的
在不斷開發新的鍍膜技術之際，期使製鍍的薄膜品質更精良可
靠，然而要評價薄膜品質的良窳，則必須仰賴精密的量測儀器與分析 技術，對於薄膜的熱傳導係數測定而言，傳統量測方法如熱比較測定 法[1]，是以熱流分析模式，量測薄膜熱傳導係數，其缺點有二：第一 是依據J.C.Lambropoulos[2]等學者所提出的熱傳導理論，其理論誤差會 影響熱傳導係數的量測結果；第二是因溫度梯度的變化關係，產生了 溫度感測頭與樣品之間的熱阻抗，進而導致接觸面的不穩定，是造成 整個系統不穩定的最大缺點，因此如何改善其缺點，以提升量測薄膜
熱傳導係數之靈敏度與精確度，是本專題研究中最主要的研究目的。
1-3 研究方法
在本專題中金屬氧化膜製鍍的方法，係以電子鎗蒸鍍法輔以離子 助鍍技術(Ion-Assisted Deposition，簡稱IAD)為主，部份採用離子源濺 鍍技術(Ion Beam Sputtering Deposition，簡稱IBSD)製鍍五種不同的金 屬氧化膜，包括氧化矽(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3) 、氧化 鉭(Ta2O5)及氧化鈮(Nb2O5)等，然後進行金屬氧化膜熱傳導係數之量 測，其專題研究之流程，如圖1-1所示。
而本專題所提出的金屬氧化膜熱傳導係數之量測方法，是一種改 良式的熱比較測定法，主要是自製一台薄膜熱傳導量測儀，量測薄膜
熱傳導係數，其優點包括非破壞性的量測、價格便宜、操作簡便、
量測速度快、與準確度高。
1-4 論文架構
本專題主要在探討金屬氧化膜熱傳導係數量測之研究，整體架構 共計六章，玆分析如下：
第一章 闡述研究動機及研究方法，並說明整個專題研究流程。
第二章 熱傳導係數之基本理論推導。
第三章 文獻相關回顧，並對傳統量測方法和改良的新方法作一綜合 比較。
第四章 說明金屬氧化薄膜製鍍的過程中，所用的儀器設備、實驗架 構以及實驗量測的步驟。
第五章 實驗結果與討論，分別針對金屬氧化膜進行熱傳導係數量 測，並對影響薄膜熱傳導的各種因素進行實驗與討論，藉以 瞭解各種氧化膜的熱傳導係數。
第六章 針對整個量測系統的研發成果作一總結，並且提出一些改 進項目以及未來的研發方向。
圖1-1 專題研究流程
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