AAO/Al 的反射率

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0

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隨著入射光的波長縮短也跟著下降，比較不同的地方是在 10 ﾟ時，快 速下降的波段紅移到 400nm，隨著角度提高紅移更加明顯。而除了快 速下降部分外，光譜整體表現與單純鋁板是差不多的。另外在其他樣 品量測時，AAO 的反射率隨厚度增高而下降，但基本光譜特徵並沒有 改變，不過一旦越薄氧化鋁會出現所謂的共振腔上下震盪曲線，原因 在於中間的光路徑太短而λ太長，導致出現相位差。

在圖中，我們並沒有觀察到任何特殊訊號，連出現在 400nm 及 460nm 訊號也跟著消失(此部分後續會再討論)，但在波長 230nm 左右，隨著 角度的提升逐漸有上升趨勢，但因為缺乏後續資料無法去做探討。

另外我們也做了特殊結構的 AAO 量測，圖 4-24。這是在先前展示 過具有 660nm 針頭的 AAO。從圖中可發現，因為這微小結構的關係，

造成的光路徑有所改變，使原本平滑的曲線，開始出現了干涉的現象，

例如在同一波長下，10 ﾟ與 20 ﾟ之間震幅差了 180 ﾟ的相位，但此種 相位差，會隨著角度增大逐漸改變，而且與一般不同的地方在於，他 的干涉曲線過於密集且振幅很小，另外利用公式[2.9]去計算厚度為 5.4μm，而實際全長是 4.7μm，所以因為此種結構修飾使得在光學 角度上變厚，而增加的厚度大約原本尖端的長度。

(背景雜訊:更換鎢燈 325nm；鎢燈強、弱轉換 650nm)

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0 兩部分，第一部分是λ介於 200nm-650nm，另一部份是λ大於 650nm 以後，在 650nm 以後出現了一些有趣現象，就是出現明顯干涉的波形 圖，而可能的原因與長波長、相位差有關。

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 AAO 的厚度:3.3μm

圖 4-26 是厚度 3.3μm 經過長時間電鍍出來的結果。利用這張圖我 們可以清楚觀察到不同角度下波峰的相位差，以及中間轉變的情況。

以 800nm 作為觀察點，可歸納出大概每 10 ﾟ的相位差大概是 90 ﾟ，到 了 600nm 左右，就無所謂的相位差。 與先前 16μm 相同，400nm 及 460nm 在 40 ﾟ角左右開始成形，60 ﾟ到達最高值。

而綜合而言，不同厚度的 AAO 對於整體影響在於影響反射率強度，

以 10 ﾟ與 60 ﾟ來做參考點，就 10 ﾟ時，16μm 整體反射率都在 2.5%

以上，但 3.3μm 只有 1%左右，但隨者角度上升卻以每 10 ﾟ增加 5%

反射，反觀 16μm 卻是以微弱的速度在增長，只有在 60 ﾟ時大幅提升，

但依然小於 3.3μm。

另外利用薄膜干涉原理去計算厚度[2.9]，3.3μm AAO 經過長效電 鍍後，對於光學厚度為 10 ﾟ:5063nm、60 ﾟ:4569nm，似乎隨著角度提 升改變了光學上入射薄膜的厚度，同時經過電鍍後，在計算算光學厚 度上，足足至少比原本實際增加了 1.2μm 的厚度。

(背景雜訊:更換鎢燈 325nm；鎢燈強、弱轉換 650nm)

 不同電鍍時間

以下 3 張圖，是與上面 3.3μm 一樣的樣品，但差異是只有上面一 半的電鍍時間，期望平均銀奈米線只有上面的一半。

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在與前者比較我們發現最大的不同在於相位差，以 10 ﾟ、20 ﾟ為例，

在長時間電鍍下，相位差大概是 90 ﾟ，但在短時間電鍍下卻有 180 ﾟ，

中間的相位差異直到 500nm 才結束。

而其原因在於不同電鍍時間，對於奈米銀線成長的情況也不一樣，

時間越長相對的孔洞填充率越高、奈米線越長，而中間空乏的距離越 短，以這兩片樣品為例，假設從上層開口到銀線的光路徑距離為 D，

來回表示就是 2D，而相位差為δ，同樣的若以較高的填充度，上層 開口到銀線的光路徑距離會小於原本 D，也同時表示相位差也改變了，

在這邊剛好約為長時電鍍的一半相位差。利用公式[2.9]去計算光學 上膜的厚度，10 ﾟ:3670nm、60 ﾟ:3426nm，在這邊短時電鍍後，平均 比長時電鍍來的小、對角度的敏感性比較低，而且在 60 ﾟ計算較為貼 近實際膜厚。

綜合而言，電鍍時間越長會降低氧化膜的反射率外，對於相位差的 影響也很大，利用此點我們可以更動電鍍時間，讓在同一片樣品中，

依不同角度改變外觀顏色，而對於光的路徑來講，隨著膜中金屬填充 的比率越高，意味著路徑越長，在角度變化上差距越大，反觀在短時 來講，在角度變化上差距越小，這些都提供了電鍍後，光學路徑改變 的證據。

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 Comparing Optic Theory & SEM Measurement

以下為利用上述干涉現象的數據所計算出來的結果，取樣及計算的 方法: 固定選取從 650nm 左右開始，三個連續的波峰，利用公式[2.9]，

計算單一波峰後，相加後平均所得到的結果。

SEM 量測值: 3385nm

Deposition time 10 ﾟ 20 ﾟ 30 ﾟ 40 ﾟ 50 ﾟ 60 ﾟ Long 5063 4866 4854 4839 4667 4569

Short 3670 3619 3567 3472 3424 3426

表格 4 - 1、利用干涉公式計算不同角度的氧化膜厚度(nm) 另外在計算的過程中，我們發現不同波峰在同一角度下計算出來的 結果也不一樣，不同的參數及取樣、平均都會影響到最後的數值，但 是我們經過多次計算方法，發現的共同點都是，經過電鍍後氧化膜的 厚度增加，改變角度後通常以 10 ﾟ為最大值並隨角度提升而變小，所 以不影響整體觀察的結果。

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