圖3-19 InN 奈米帶之俯視 SEM 影像圖 (a)低倍俯視圖 (b)高倍俯視圖 (c)高倍 SEI-Image (d) 高倍 BEI-Image
3-2.2 InN 奈米帶之成分與結構分析
成分分析 ( AEM-EDX )
在成分分析上選擇TEM 系統中的 EDX 系統。將單根的奈米帶放在銅網上，如此可以避免來自基板上 其他InN 的影響。圖3-20-(a)是典型
InN 奈米帶之低倍率 TEM 影像圖，圖
3-20-(b)之譜線是針對奈米帶的身體部分作成分分析，可以看
出確實含有氮和銦，而碳是碳膜貢獻，極少部分的氧為測量系統的背
寬-厚比大約是 2~10 ( 以 2 居多 ) ，可以清楚地看到這些奈米帶都有 波浪似 ( ripple-like ) 強烈對比，其皆是本身結構的張力造成外觀彎 曲形狀，換句話說它們的3D-立體結構是彎區的，而非直線形的，也 就是說整條奈米帶不是在相同的一個平面上，也可描訴成像彩帶一樣 ( ribbon-like ) 的外觀，圖
3-21-(b)是單一根奈米帶的
TEM 影像圖，從圖所示的強烈對比，表示其本身結構的張力是較顯著的，圖
3-21-(c)
是單一InN 奈米帶 HR-TEM 影像圖與選區繞射圖，InN 為六軸對稱圖3-21 InN 奈米帶 TEM 影像圖 (a)低倍影像圖 (b)單一奈米帶影像圖
圖3-21 InN 奈米帶 TEM 影像圖 (c) 單一 InN 奈米帶 HR-TEM 影像 圖與選區繞射圖
之結構， 其 d 值為 0.308 nm，且此奈米帶為 hexagonal 結構，其成 長方向為[110]，和 InN nanorod 的成長方向是一樣的。很明顯的，
Au nanoparticle 在整條奈米帶的頭端被發現，但並沒有發現 In2O3
的存在 ( 和奈米柱不同，後面再討論 ) ，顯示其遵循著 VLS ( vapor-liquid-solid ) 的成長機制，是由催化劑輔助其成長，不同於 ZhongLin Wang. et al 所發表的 oxide-based nanobelt[35]成長機制為 VS ( vapor-solid ) mechanism，有著很大的區別。
圖
3-22
是InN 奈米帶的成長方向示意圖，成長方向是[110]，兩側 的面向分別為 (-110) 和 (1-10)。在TEM 觀測中亦發現有些奈米帶是 tip-like 的尖端結尾伴隨著一顆 Au-nanoparticle 當催化劑，如圖
3-23
所示為單一以tip-like structure 呈現尖端結尾的InN 奈米帶，而 Au nanoparticle 當催化劑的 tip-like InN nanobelt。InN 為六軸對稱之結構，其 d 值為 0.308 nm，且此奈米 帶為hexagonal 結構，其成長方向為[1-10]和 InN nanorod 的成長方向 是一樣的。而兩側 (厚度面) 的成長面分別為 (-110) 及 (1-10) ，這 種以Au 為主的催化成長方向大多都是沿著[110]及[1-10]成長，大約 有90%以上，還有一些少數的 high-index 成長面。(110) (-110)
圖3-22InN 奈米帶的成長方向示意圖
圖3-23 InN 奈米帶 tip-like with Au nanoparticle 之低倍影像圖和 HR-TEM 影像圖與選區繞射圖
X-ray diffraction spectrum 分析:如圖
3-24
所示，由峰值的出現的 形式可以判斷出InN 奈米帶是屬於烏采 ( wurtzite ) 結構，也就是六 角最密堆積 ( hexagonal ) 結構，此結果與 TEM 相符。相對於 InN 奈 米柱的X 光繞射圖譜所顯示的 cubic-In2O3的peak 訊號，InN 奈米帶 的X-ray diffraction spectrum 並沒有發現 In2O3的訊號，這是因為實驗 所使用的基板為a-SiN ( 氮化物 ) ，所以表面是氮的存在居多，相對 於Si 基板也比較少的 Oxygen 存在，所以從 TEM 分析中就發現幾乎 沒有In2O3存在於頭部催化劑 ( VLS-mechanism ) ，再加上合成後其 外觀大多以黑色居多，更說明了外表所呈現出的應是InN 的吸收，因 其band-gap 在 1~0.7 eV 之間 ( Near-IR range ) ，所以 InN 奈米帶和 奈米柱的成長是有一差異存在的。30 40 50 60 70