從 FT-IR 反射光譜中可以發現各樣品的反射率隨頻率變化的趨勢
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均類似，以製程變溫條件 200 oC 的樣品來看，在高頻反射率約為 60 % 且隨著頻率降低而下降，在 651 cm-1 處達到極小值，而當頻率低於 651 cm-1後，反射率隨著頻率降低又急遽回升到 60 %左右，此趨勢和 常見的半導體之反射光譜之趨勢大致上一致[25]，而在反射光譜中反 射 率 極 小 值 附 近 反 射 率 急 遽 變 化 區 間 稱 之 為 電 漿 邊 緣 （ Plasma edge）。
圖 4-15 為製程條件變溫下的碲化鉍薄膜在 FT-IR 的量測結果圖。
除此之外，我們可以利用 Drude-Lorentz 模型ε(𝜔) = 𝜀∞ −
𝜔𝑝2
𝜔2+𝑖𝛾𝜔+ ∑ 𝜔 𝜔𝑝𝑖2
𝑜𝑖2−𝜔2−𝑖𝛾𝑖𝜔
𝑖 、折射率𝑛̃(𝜔)與介電常數ε(𝜔)的關係
𝑛̃(𝜔) = √𝜀(𝜔)以及聲子振動頻率 𝜔𝑜𝑖、表面電漿頻率 𝜔𝑝····等特性
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間的關係。因此我們可以藉由擬合以 FT-IR 量測之紅外光譜來得到上 述的參數以及 Drude-Lorentz 模型中自由載子所貢獻的電漿頻率 𝜔𝑝， 而電漿頻率 𝜔𝑝與載子特性之關係為[26﹐27]：
𝜔𝑝 = √4𝜋𝑛𝑒2
𝑚∗ (4.3) 其中 n 為載子濃度、e 為基本電荷電量、𝑚∗為載子有效質量。並以 軟體 Reffit[28]進行擬合，如圖 4-16 所示，圖中黑線為原始數據而紅 線則為擬合的結果。我們將數據擬合得到之電漿頻率 𝜔𝑝以及載子散 射率表 4-1。
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150 200 250 300 350
2000
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圖 4-18 為實部(黑線)與虛部折射率(紅線)，而藍色與綠色線則是 以 Drude-Lorentz 為模型之擬合圖。
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陷會造成載子貢獻，載子過多會造成電漿頻率藍移的現象。同時也由 於缺陷多讓載子遷移率下降，間接使散射率上升。而載子濃度及遷移 率可以從霍爾量測得到，晶格結構也可以從拉曼光譜來印證。我們可 以利用 TDS 這項光學技術探討材料本身結構的好壞以及載子濃度的 趨勢。
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第五章 結論
本實驗中我們透過對 PLD 製備而成的 Bi2Te3薄膜進行不同溫度 的討論，並透過 X 光繞射光譜與拉曼光譜分析其內部晶格結構之改 變，以及利用霍爾和 FTIR 探討晶體的載子行為。最後再透過本研究 群所架設之 THz-TDS 量測系統研究在最佳製程條件下之薄膜，改變 其晶格 a、b 軸向與電場夾角方向，驗證出電磁參數與其放置角度無 關後，量測不同製成溫度的樣品，探討其在兆赫波段之光學特性表現，
其結果如下：
1. 由 X 光繞射光譜可觀察出在 Bi2Te3(0015)特徵峰在 200 以及 250 oC 為最佳結構，而其強度隨著溫度的變化，位置也隨之往繞射角度 大之方向些微移動，這表示碲化鉍薄膜在高溫時 c 軸長度變短，
推測可能是因為原子與原子間有取代的現象發生而造成晶體擠壓 導致有缺陷的現象。這些現象都可以從霍爾以及 TDS 得到一個印 證。
2. 由 THz-TDS 之量測可以知道，樣品與電場之夾角隨著角度的變化，
其折射率與吸收並不會帶來什麼變化。因為當奈米粒子不是簡單 的幾何形狀時，其不同方向對於電磁波的響應會有所差異[31]，這 可能會影響其吸收與散射的性質。所以我們藉由實驗結果，可印 證出在之後的量測，其電場方向與 a、b 軸向沒有關係。
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3. 由 THz-TDS 量測不同製程溫度變因製程條件樣品，可看出隨著樣 品結晶性好壞，在頻率 0.3~2.2 THz 其吸收兆赫波程度有落差，由 X 光繞射光譜以及拉曼光譜可以觀察到，碲化鉍特徵聲子頻率也 會有位移的現象發生。在製程溫度 200 與 250 oC 下其結晶性最佳，
及對應到 TDS 頻譜，可以看到在 1.7 THz 處有一個強吸收，因此 猜測有一個A1g1 聲子 mode[23]，但隨著溫度的變化，其位置會產 生偏移，在頻率 0.3 到 2.2THz 間，吸收與折射率也會隨之增加。
我們推測，這現象是由於樣品結晶性不同所造成的差異。而由介 電常數的實部與虛部，也可看到在低頻時由原子與原子間的交互 作用力在 1.7 THz 時達到其共振頻率，之後有一個 drop 的現象，
推測這就是之所以引導碲化鉍特徵聲子模在該區強吸收的原因。
4. 我們利用 Drude-Lorentz 模型去擬合 THz-TDS 的複數折射率以及 FT-IR 的電漿邊界，可以得到相同的電漿頻率以及散射率趨勢。而 我們在一般半導體影響散射率的物理機制上，是由於缺陷所構成。
所以我們大膽假設我們的樣品可以來做結構缺陷的檢測[33]。電漿 頻率指的是載子密度高跟低，而散射率所代表的是缺陷的多與少。
我們由此可以發現，我們可以利用 TDS 量測樣品，便可得到樣品 在不同製程條件下的結構好壞，以及在不同情況下的載子行為，
同時還可以得知在拉曼光譜機台的極限區域(也就是在 100 cm-1以
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下)的特徵聲子模吸收及其行為，可以有效的節省時間及機台費 用。