TEM剖面形貌

儘管光譜儀可以提供我們樣品的電子或能帶結構，並且顯示一個指紋式的獨 特譜圖。但是其中的訊號所包含的訊息通常較為複雜且難以解釋，因此為了更加 了解[Co(3nm)/C(3nm)] 5與[Co(3nm)/C(6nm)]5兩塊樣品的特性差異，我們也嘗試 藉由穿透式電子顯微鏡進行分析其樣品的剖面形貌與晶體結構，分別做為碳3nm 以及6nm 製程條件下，推測其成長過程與導致之結果。

由下面穿透式電子顯微鏡影像圖中可以明顯分辨出[Co(3nm)/C(3nm)] 5與 [Co(3nm)/C(6nm)]5在結構上的不同：[Co(3nm)/C(3nm)] 5之樣品較為混亂；

[Co(3nm)/C(6nm)] 之樣品呈現出層層分明的形貌。並且從穿透式電子顯微鏡的

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能譜分析儀(energy dispersive spectrometer, EDS)分析其元素的線性分佈，儘管只 能做定性探討，卻提供我們相當寶貴的資訊： [Co(3nm)/C(3nm)] 5較為混亂的樣 品，即使碳與鈷有部分已經分不出彼此，但是金屬鈷由於彼此的磁性吸引，仍然 在混亂的碳鈷層中，部分析出鈷團簇；而[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品的層層分明，

則可以發現碳與鈷按照分層情況分佈在各層，而金屬鈷依然有類似毛豆般的層狀 結構。我們猜測這可能是在製程上，3nm 的碳層形成不連續的結構，導致碳與鈷 有機會在製程過程中，彼此相互擴散的結果。

另外再藉由選區繞射(Selected area diffraction, SAD)的電子繞射圖可以發現 層層分明的[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品有晶格繞射的微晶結構，我們亦推測 [Co(3nm)/C(6nm)]5樣品的碳層由於有較厚且連續的分層結構，而相較於 [Co(3nm)/C(3nm)] 5樣品更有機會形成碳的微晶結構。

圖4-20 顯示出[Co(3nm)/C(3nm)]5樣品的剖面，可以明顯看出薄膜的成長情形並 非多層膜結構

圖4-21 為[Co(3nm)/C(3nm)]5的TEM 剖面圖與元素線性分析圖

Platinum Cobalt Silicon Carbon Oxygen

圖 4-22 為[Co(3nm)/C(3nm)]5的元素線性分析圖

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圖 4-23 為[Co(3nm)/C(3nm)]5樣品的選區繞射的電子繞射圖

我們可以由元素線性分析得知：[Co(3nm)/C(3nm)]5樣品的碳與鈷彼此滲透 或甚至彼此進行電子轉移。並且也從選區繞射的電子繞射圖發現並沒有繞射點，

因此推測[Co(3nm)/C(3nm)]5樣品由於碳與鈷彼此相互擴散而使得碳或是鈷皆較 無機會有序成長。

圖4-24 顯示出[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品的剖面，可以明顯看出薄膜的成長情形為 多層膜結構

圖4-25 [Co(3nm)/C(6nm)]5的TEM 剖面圖與元素線性分析圖

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Platinum Cobalt Silicon Carbon Oxygen

圖4-26 [Co(3nm)/C(6nm)]5的元素線性分析圖

圖 4-27 為[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品的選區繞射的電子繞射圖

我們同樣可以從元素線性分析可得知：[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品的碳與鈷 元素有層狀分佈，彼此較無機會進行擴散，也大幅降低了電子轉移的機會。其中 也從選區繞射的電子繞射圖中發現繞射點，因此推測[Co(3nm)/C(6nm)]5樣品由 於給予碳較多的時間進行樣品沉積，而使碳與鈷能層層分明，並推測此繞射點為 碳層之微結構。

至於穿透式電子顯微鏡的影像圖中較為混亂的[Co(3nm)/C(3nm)] 5樣品由於 金屬鈷能較為自由地擴散其中，並且藉由磁吸引力彼此吸附形成鈷團簇；相對地 [Co(3nm)/C(6nm)]5樣品因為擁有較穩固且層層分明的碳層隔開鈷層，使得鈷相 對地較不易形成金屬鈷團簇。為了能更鞏固我們的猜測以及印證我們的各類實驗 數據，我們將在下個章節以NSRRC 的 XAS 光譜的分析對[Co(3nm)/C(3nm)] 5與 [Co(3nm)/C(6nm)]5這兩塊樣品進行電子結構上的探討。

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