OTS自組裝薄膜電子能譜結果

對於浸泡條件相同的OTS自組裝薄膜（在無水OTS溶液中浸泡48 小時）做XPS能譜分析，分析這些自組裝薄膜經過刷膜過程與無刷膜 之間是否有差異。在此部分的XPS能譜分析所選用的X光光源能量為 320 eV，先以粗略掃描圖觀察樣品上元素的組成是否有異常，之後再 針對C與Si元素分別做細部掃描。細掃設定條件為pass energy = 20，

每0.05 eV一個點。

將細掃XPS能譜結果以基材的特徵峰能量校正光源能量，因為同 步輻射光源能量為連續光，經過光柵選取所要求的光源能量，但是光 柵的分光條件對於電子束的位置極為敏感，電子束位置有變，分光後 的光電子能量極跟著改變。因此在實驗進行中都需要校正光源能量。

在這次實驗之中所選用基準為矽元素來校正光源，矽元素在乾淨單晶 片中會以零價矽存在，其Si 2p3/2為99.3 eV（從費米能階起算）。在實 驗中深層（bulk）零價矽元素並不會因表面變化而改變，皆為99.3 eV。

經過校正結果OTS薄膜C 1s XPS峰作譜線配湊分析，先以光源狹 縫為25µm條件所取的XPS能譜分析。在經刷膜處理與未經刷膜處理 的樣品分析結果圖譜為圖4-41，配湊參數如表4-10所示。在光源狹縫 為25 µm條件下，對於C 1s XPS峰僅使用一組XPS峰即可相當圓滿的 描述出在25 µm條件所獲得的XPS圖譜。此組XPS峰值為285.2 eV，描 述的峰寬只有0.8 eV左右。但在相同製備條件下的樣品，在光源狹縫 設定為50 µm條件所量測的結果卻發現XPS圖譜有些許的不同。在50

大的程度與光源狹縫變大所造成解析度變差就可以解釋清晰的，因此 在對於50 µm條件所獲得的圖譜進行配湊時，必須使用兩組XPS成分 峰來描述XPS峰值，譜線配湊結果如圖4-42參數如表4-10所列。在這 兩組XPS成分峰中，其中一組的能量位置與25 µm條件下的XPS峰值 相近，能量皆在285.2 eV。另一組譜線配湊則出現在284.6 eV。並且 這兩組譜線成份峰的相對面積不論在未經刷膜處理或經刷膜處理的 樣品中皆保持固定，藉此說明另一組譜線成分峰可能為某個固定來源 所造成的結果。

圖4-41 OTS的C 1sXPS峰配湊結果，樣品條件為無水OTS溶液浸泡2 天 (a)未經刷膜處理(b)經刷膜處理，光源狹縫25 µm。

圖4-42 OTS的C 1s XPS峰配湊結果，樣品條件為無水OTS溶液浸泡2 天 (a)未經刷膜處理(b)經刷膜處理，光源狹縫50 µm。

表4-10 OTS自組裝薄膜XPS能譜特徵峰配湊參數 48hr_unrub 25 µm

285.16 0.814 1

OTS 48hr_rub 25 µm

285.2 0.845 1

OTS 48hr_unrub 50 µm

285.2 1.02 0.4 284.6 1.02 0.6 品受到輻射傷害（radiation damage）會造成C_1s束縛能往低束縛能移動 大約0.5 eV ~ 0.7 eV^76-77。較大狹縫中所產生第二個特徵峰推測為樣品 受到輻射傷害所形成的特徵峰。在原本沒有受到輻射傷害的特徵峰應 為285.2 eV，此束縛能即為OTS分子C 1s束縛能。明顯地，寬狹縫引 入更多光子於單位面積，因此輻射傷害更為嚴重，故OTS分子易受到 輻射傷害而造成結果不同。

另外，在OTS自組裝薄膜XPS能譜分析可以發現，經過刷膜的樣 品在各組特徵峰都有峰寬變大的現象發生。對於這樣的影響，推測為 刷膜過程會對於OTS自組裝薄膜產生部份的傷害，例如刮傷樣品表面

或是在刷膜過程中的物理作用力使部分在絨布上的碳元素嵌入到樣 品中，這些經由刷膜而可能造成樣品缺陷或是其他來源的碳元素使得 測定到的各組特徵峰都有峰寬變大的現象發生。