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(3) 製備二維的金屬週期結構

分別是pattern 1,直徑為145 nm且週期為200 nm;pattern 2,直徑為170 nm且週期為200 nm;

pattern 3,直徑為75 nm且週期為300 nm;pattern 4,直徑為240 nm且週期為300 nm;和pattern 5,直徑為300 nm且週期為300 nm。接著我們蒸鍍銀在此週期結構上。在製程中,部份的銀 會氧化成氧化銀。我們可以利用拉曼光譜得知氧化銀的存在。如圖三十三所示,我們的試 片有氧化銀的吸收峰在1365 cm-1和 1600 cm-1。圖三十四為銀覆蓋之聚甲基壓克力陣列的吸 收光譜圖。我們發現此表面電漿能帶會隨著不同的週期結構而改變。如果我們固定膜厚在 250 nm而且週期固定在300 nm。當我們提高週期結構的直徑,則表面電漿能帶會有紅位移 的情形發生,其位置會從470 nm (pattern 3)移到505 nm (pattern 5)。圖三十五為此薄膜的螢 光光譜圖。由於表面電漿能帶和激發的雷射波長相符,pattern 4在522 nm的螢光強度比 pattern 3提高了約20倍,在529 nm的螢光強度比pattern 3提高了約14倍。

我們也使用了CdSe/PMMA混摻材料當光阻。此光阻經過旋鍍法形成薄膜後,我們使用 共聚焦螢光顯微鏡(confocal fluorescence microscopy)來觀察其CdSe奈米顆粒的分佈情形。此 顯微鏡利用Ar雷射激發,所以可以利用PMT得到cdse奈米顆粒的螢光強度。圖三十六為共 聚焦螢光顯微影像圖。可以看出奈米顆粒在薄膜裡分散的相當均勻,並沒有明顯的聚集情 況發生。其中顆粒的螢光尺寸為300nm,比TEM的結果大了許多,這是因為共聚焦螢光顯 微鏡的極限大約在300nm的關係。確定此奈米顆粒在薄膜中均勻分散後,我們將此薄膜經 過電子束的曝光顯影,我們可以得到各種不同結構的高分子薄膜。我們製備六種不同的週 期結構,其SEM圖如圖三十七所示。其直徑和週期分別是pattern A-1,直徑為290 nm且週期 為600 nm;pattern A-2,直徑為400 nm且週期為600 nm;pattern A-3,直徑為520 nm且週期 為600 nm;pattern B-1,直徑為50 nm且週期為300 nm;pattern B-2,直徑為110 nm且週期為 300 nm和pattern B-3,直徑為230 nm且週期為300 nm。接著我們蒸鍍金在此週期結構上。圖 三十八為金覆蓋之硒化鎘/聚甲基壓克力陣列的吸收光譜圖。我們發現此表面電漿能帶會隨 著不同的週期結構而改變。如果我們固定膜厚在250 nm而且週期固定在300 nm或600 nm。

當我們提高週期結構的直徑,則表面電漿能帶會有紅位移的情形發生。圖三十九為此薄膜 的螢光光譜圖。我們量測了包括各種不同圖案跟沒有圖案的樣品。Pattern B-1擁有最強的螢 光強度。這是由於表面電漿能帶和激發的雷射波長相符,使pattern 4的螢光強度比沒有圖案 的提高約280%。

圖三十二 (a) ~ (e) 五種尺寸的三角陣列的PMMA洞結構之SEM影像。(a) pattern 1, 145 and 200 nm; (b) pattern 2, 170 and 200 nm; (c) pattern 3, 75 and 300 nm; (d) pattern 4, 240 and 300 nm; (e) Pattern 5, 280 and 300 nm.

圖三十三 從 ITO 基版上的銀覆蓋的聚合物陣列而光活化的 Ag2O 之拉曼頻譜。

圖三十五 微光譜儀分析頻譜: pattern 1, 145 and 200 nm; pattern 2, 170 and 200 nm; pattern 3, 75 and 300 nm;

pattern 4, 240 and 300 nm and pattern 5, 280 and 300 nm.

圖三十六 CdSe/PMMA薄膜的螢光共焦顯微鏡影像。

圖三十七 六種不同尺寸的三角陣列CdSe/PMMA化合物薄膜的SEM影像: (a) pattern A-1, 290 and 600 nm; (b) pattern A-2, 400 and 600 nm; (c) pattern A-3, 520 and 600 nm; (d) pattern B-1, 50 and 300 nm; (e) pattern B-2, 110 and 300 nm; (f) pattern B-3, 230 and 300 nm.

圖三十九 微光譜分析金覆蓋CdSe/PMMA薄膜: blank sample; pattern A-1, 290 and 600 nm; pattern B-1, 50 and

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