2-1 溶膠-凝膠法(sol-gel method)

第二章 基本理論與文獻回顧

2-1 溶膠-凝膠法(sol-gel method)

溶膠凝膠法是由半導體中的光阻塗佈所衍生而來的，早期的研究因為 技術以及設備在不成熟的情況下，又巧碰到真空鍍膜正值風行，所以此法 在當時幾乎銷聲匿跡。直至 60 年代末有學者改進覆膜技術，並成功的製 備出高品質的光學薄膜，溶膠凝膠法才再度受到學者們的重視。

目前利用溶膠凝膠法製作高品質的薄膜已經被眾多學者廣泛的研 究。此法可概分為兩類：其一為有機金屬經由膠體(colloidal)的過程用以合 成塊材(bulk)或粉末(powder)，其二是將有機金屬溶液直接鍍在基板上，再 以熱分解的方式來製備所需的薄膜。

溶膠凝膠法應用於薄膜製程上擁有以下的幾項優點^[3]

（1） 起始反應物是分子級的，能夠製備顆粒較小且較均勻的氧化 物材料。

（2） 比起傳統製程（金屬在高溫進行氧化），可以在較低的溫度條 件下製備。

（3） 可以控制所得氧化物之孔隙度。

（4） 容易製成不同形式，如塊材、薄膜、纖維、單一大小的粉末。

溶膠-凝膠法是指水溶性鹽或油溶性醇鹽等前驅物質，溶於水或有機溶 劑中形成均質溶液，溶質發生水解反應生成奈米級的粒子並形成溶膠，溶 膠經蒸發乾燥轉變為凝膠。此法為低溫反應過程，允許摻雜大劑量的無機 物和有機物，可以製備出許多高純度和高均勻度的材料，並易於加工成 形。其優勢在於從過程的初始階段就可在奈米尺度上控制材料結構，且反

應物種類眾多，產物顆粒均一過程易控制，適用於氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合 物的製備^[4]

所謂溶膠(Sol)是指膠體粒子(colloida particles)均勻分散在液體中，由 於固粒子的直徑很小，尺寸範圍介在10~1000 Å 之間的膠體粒子即可視為 固體粒子，如此可以懸浮在液相中，而無沉澱的發生。

而凝膠是指當溶膠中的固體粒子發生縮聚合的反應，使得粒子間發生 相互連結而形成ㄧ次元、二次元或三次元的網狀結構(network structure)，

此時溶膠即轉變為凝膠^[5]

溶膠凝膠法最常用的起始原料（precursor）是金屬烷基氧化物（metal alkoxide），或稱金屬醇鹽，其合成主要是考慮金屬元素的陰電性大小，目 前已有多種元素的烷基氧化物成功開發。溶膠凝膠法的反應過程必須經由 水解(hydrolysis)與縮合(condensation)兩個過程才能完全反應進而形成凝膠 體。水解與縮合的反應模式如下所示^[6]：

水解：M(OR)n＋H2O M(OR)n-1(OH)＋ROH

縮合：M(OR)n＋M(OR)n-1(OH) M2O(OR)2n-2(OH)＋H2O

2-1.1 起始原料的選擇

使用溶膠－凝膠法製備薄膜，其最為重要的則是起始原料的選擇，為 了達到最佳化的作用，起始原料(Precursor)的合成須謹慎選用。有ㄧ些選 用的原則是必須加以考量：

(1) 為高純度的化合物且容易合成

(2) 在熱分解的過程中不會殘留碳化物， 以避免薄膜組成時造成不均 或產生大量孔隙。

(3) 能大量溶於一般的溶劑且能與其他化合物互溶，以獲得一個均質

而具有多元系的組成。

(4) 在同一組成中要有類似的分解溫度，且分解溫度不宜過高。

(5) 在分解過程所產生的副產物或氣體，最好不要含有毒性。

(6) 儘量選用在熱處理過程中不會使體積大量收縮的化合物。

而在溶膠凝膠法中影響薄膜結構與特性有幾個重要的因素^[7]

1. 化學溶液的平衡(化學成分、濃度、PH 值、試劑混合的時間及 調配溫度等等)。

2. 基材與濕膜之間互相影響的因素 (溶膠的黏性、旋鍍的因素) 。 3. 熱處理過程(基板與薄膜之間的熱膨脹係數、熱處理時間、溫 度等等)。

2-1.2 覆膜方式

利用溶膠凝膠法製備薄膜是由半導體工業中的光阻塗佈所衍生出來 的，由於溶液塗佈在基板上時尚未結晶化，仍是流體，可以輕易的覆膜在 各種不同形狀及尺寸的基板表面，根據不同的製程需要，可以分為下列四 種^[8]

(ㄧ)浸漬覆膜法(dip-coating) (二)旋轉覆膜法(spin-coating) (三)噴霧覆膜法(spray-coating) (四)電泳覆膜法(electrophoresis)

茲分述如下：

(ㄧ)浸漬覆膜法(dip-coating)^[9]

將基板浸漬於已反應完全之溶膠凝膠液體中，經過等速度的拉伸後，

溶液會因為本身與基板間的黏滯性(viscosity)和重力交互影響使得一部分

的溶液流離基材，而有一部分的溶液則會附著在基材上，而薄膜的厚度受 到了重力、黏滯力、表面張力、分離壓力；慣性力等等的影響。而溶劑的 蒸發及水解、縮聚合的反應，形成一層凝膠膜，此凝膠薄膜在經過熱處理 過後，即在基板表面固化進而形成一層薄膜。此法之優點是可設計為ㄧ連 續製程，並可運用於大物件與各種形狀的製作，如圖2-1 所示。

(二) 旋轉覆膜法(spin-coating)^[10]

在所有的腹膜法中就以旋轉覆膜法最容易獲得均勻且大面積的薄 膜，是由半導體製程所衍生出的覆膜法，由於其可製作大且均勻的薄膜，

故此法非常適合製備光學薄膜，但僅侷限為平坦之基材，不適宜不對稱基 材之覆膜。其鍍膜方法乃是將基板置於可高速旋轉以及擁有多段轉速的旋 鍍機(spinner)上，當旋鍍機高速旋轉時，滴於基材表面的凝膠液會隨著離

圖 2-1 浸漬法過程

力、離心力、旋轉時間等等來決定。接著再經過乾燥及固化，即在基材表 面 形 成 一 層 薄 膜 層 。 旋 轉 覆 膜 法 概 分 為 四 個 時 期 ， 分 別 為 沉 積 期 (deposition)、旋轉初期(spin-up)、旋轉末期(spin-off)及蒸發期(evaporation)，

如圖2- 2 所示：

(三)噴霧覆膜法(spray-coating)^[11]

此法適合大量生產，亦受到工業界的青睞。其鍍膜方式為，將已反應 完全的凝膠液裝入於噴塗器中，再經由霧化器以噴霧的方式來覆膜，但由 於位置不同，噴霧濃度亦不同，故無法精確地控制薄膜厚度及均勻性，且 僅限於噴塗在水平之基板為此種方法之缺點。如圖2-3所示。

圖 2-2 旋轉覆膜法過程

(四)電泳覆膜法(electrophoresis)^[8]

對於徑向或軸向對稱之複雜基材，不論是旋轉覆膜法或是浸漬法都無 法披覆薄膜，所以必須使用電泳方式來覆膜。其工作原理為當溶膠粒子受 到外加電壓的作用，會朝向某一電極移動。當溶膠粒子帶正電時，即會朝 負電極移動，反之則相反。當溶膠粒子到達電極後，即會因為正負相抵而 失去電荷，並因此沉積在基板上。此法的限制為必需使用具有導電性之基 材。

圖 2-3 噴霧覆膜法過程

2-1.3 溶膠凝膠法之主要影響參數

在製備溶凝膠的過程中，有許多的控制因素要慎重的操作，包括反應 物及溶劑的選擇、水之用量、反應溫度、混合速率等，不僅會影響到前驅 溶膠溶液之穩定性，更會對最後所得之粉體及薄膜性質(如孔隙度、硬度、

表面型態)有決定性之影響。

A.溶劑因素

在溶膠-凝膠法製備中，最常用之溶劑有水及醇類兩種，但在覆膜中為 了使溶劑易於揮發及乾燥，通常選擇醇類作為溶劑，且醇類具有極性及高 蒸氣壓，因而較常用來作為溶劑。

B.水量因素

在凝膠之製備過程中，凝膠化之程度可藉由適量水之添加來加以控 制，而凝膠化之時間，亦會因水的添加量增加而減少。

C.溫度因素

高溫下平衡趨向較密之聚合物，或形成氧化物之結晶，溶膠-凝膠法之 製備過程中，反應溫度愈高，則凝膠化時間縮短，主要原因乃反應速率增 加，由Colby 等人的研究，認為反應溫度與凝膠化時間之關係，乃依 Arrhenius 方程式：

ln(tg) = A+E^＊/RT 其中： tg 為凝膠時間

A 為Arrhenius 常數 T 為溫度

R 為理想氣體常數 E* 為活化能

活化能之大小完全依據觸媒之種類及醇氧基之大小而定。

D.觸媒及pH 值之因素

在溶膠凝膠法的製備中，若水解速率並不強時，須加入酸或鹼作觸 媒，以增加反應。但有時為了某種特質(如溶膠液之流動性)和微結構，常 加入酸或鹼來控制溶液之pH 值。

E. 化學添加劑因素

化學添加劑之加入，主要乃在改善製備過程(如凝膠時間之增減)及獲 得更佳之品質。添加劑加入製備過程中，可以用來降低毛細孔應力(capillary stress)，使製備之凝膠體或薄膜龜裂現象較少。

2-1.4 低溫焦化熱處理

低溫焦化熱處理之目的在於去除薄膜上之有機溶劑及起始原料和溶 劑之反應物，並轉化為無機薄膜。此過程雖簡易，不過關係著薄膜品質的 好壞，因為在熱分解的過程中，有機物會大量的裂解去除，使薄膜的體積 劇烈的收縮而產生張應力，所以容易使薄膜產生裂縫。故此過程是溶膠凝 膠法成敗的一個關鍵。

2-1.5 高溫結晶熱處理

當薄膜經過低溫焦化處理時是由有機金屬薄膜轉變為無機金屬薄 膜，此時薄膜為非晶質(amorphous)的結構，隨著熱處理溫度提高，帶給了 薄膜成長的動力，使得薄膜晶格開始有排列的趨勢，並有方向性的成長。

所以溫度和薄膜結構以及結晶特性有著很大的關係。溫度過低，使得薄膜 動能不足，沒有足夠的動能可以去完成排列；溫度過高，易使氧分子為了 平衡蒸氣壓而釋出，造成薄膜表面出現許多缺陷而影響其品質。而薄膜成

相溫度亦和溶劑有直接的關係^[12]，所以隨著熱處理製程或溫度的不同，也 會成長出不同的結晶特性。

2-2 透明導電薄膜

透明導電薄膜於 1907 年被發現，由於當時的技術並不純熟，一直到 1940 年之後才在發展尚有了重大的突破。至目前為止，透明導電薄膜應用 層面已到達非常的廣泛，從早期在飛行器的擋風玻璃上到現在的平面顯示 器。由於各方面的需求，所以開發新的透明導電材料或尋求舊材料的新應 用，都是目前專家學者所致力於研究的一項重點。

所謂透明導電薄膜(Transparent conducting oxides TCOs)指的是在可見 光範圍中具有高穿透性(~80%)及高導電性(比電阻值低於1×10^-3Ω．m)的薄 膜材料於薄膜本身是電的良導體，因此帶有高濃度(一般約在10²⁰/cm³ 左右) 的自由載子，這樣的物質在不同的電磁波頻率範圍內具有光選擇性(optical selectivity)；它會反射紅外光、吸收紫外光而使可見光穿透^[13]。

目前的透明導電薄膜仍以ITO 為主，不過由於銦的蘊藏量有限，且價 格昂貴，將來勢必會遇到原料短缺的問題。最近幾年ZnO 摻雜雜質的導電 薄膜被研究出擁有低電阻以及高穿透的能力，被學者專家認為是最有潛力 的材料。氧化鋅的物性與ITO 相近，並且生產成本及毒性都遠比銦還小，

對於材料的普及是一大利益。

透明導電薄膜應用的層面相當廣闊，不論在電學或是光學上，都有顯 著的成就，以表2-1 及表 2-2 說明之

電學應用方面

平面發熱膜 透明導電薄膜 抗靜電膜、靜電屏蔽膜 防霧防霜用：飛機、汽車

窗玻璃、屏窗、照相機鏡 頭、暖房用控電盤加熱 器、加熱板烹調

顯示器面板：液晶顯示 器、EL 顯示器、電子彩 色顯示器、電漿顯示器

太陽能電池：單晶、非晶 矽、光開關、攝影機照相 機器件

儀表指示窗、測量儀器窗、

電子顯微鏡窗、顯像管之顯 示器、半導體器件之封裝帶

在光學應用方面

熱輻射遮斷膜及省能源膜 選擇性透光膜 建築物窗、爐子、烘烤箱的觀察孔照

明燈的外管：低壓鈉光燈、白熾燈

太陽能集熱器用：平板型樣板玻璃聚 光外管

表 2-1 透明導電薄膜於電學方面應用

表 2-2 透明導電薄膜於光學方面應用

2-3 薄膜之晶體結構 2-3.1 氧化鋅特性

氧化鋅是一Ⅱ－Ⅵ族、直接能帶隙之化合物半導體材料，一般由於格 隙鋅、氧空缺等本質性缺陷使之成為n型半導體；其能帶隙寬度~3.2 eV、

激子結合能~60 meV、折射率~2、介電常數~8.7，具有各種優異的光電特 性。其基本物理性質列在表2-3 中。其結構屬於六方晶系(HCP)中之纖鋅礦 結構(Wurtzite structure)，其晶格常數為c=5.205 Å，a=3.249 Å^[14]，如圖2-3 所 示。其熔點大約在2250 K， ZnO薄膜在可見光範圍中具有高穿透性，並且 在接近紫外光區域時有一陡降的吸收峰值其波長約為380nm。在高能量如 紫外線、X-ray 的激發之下，放出特殊波長（藍~綠）的螢光，更有良好的 發光效率(~10%)，針對目前需要加強的場發射式顯示器螢幕短波長之色素 的問題，有相當大的發展潛力。

圖 2-4 氧化鋅結構 鋅原子

氧原子

表 2-3 氧化鋅的基本物理特性^[15][16]

氧化鋅同時具備了光和電的特性，是一個較特殊的材料，由於純氧化 鋅薄膜的電傳導是受化學計量比所影響，由本質缺陷(native defect)氧空缺 (oxygen vacancies)及間隙型鋅原子(interstitial zinc)之淺層受體能階(shallow donor levels)提供，其電阻值為(10^-4－10¹² Ω-㎝)^[17]。由於此種結構具有六 方對稱，且沒有對稱中心，所以具有高的壓電特性。由於高電阻率和高優 選方向的 ZnO 薄膜具有高壓電性質，可以應用於表面聲波元件(surface acoustic wave device, SAW)。具有中等大小電阻率的 ZnO 薄膜是一種 n 型 半導體可應用於太陽能電池(solar cell)^[18]。另外還可應用於氣體感測器^[19]

及半導體雷射^[20]等等。

低電阻率的ZnO薄膜在可見光區具有高穿透性，可將其應用在平面顯 示器中的透明導電薄膜。

依據氧化鋅不同的型態就有不同的應用，概分為圖2-5 所示：

•

照明

•

•

•

•

•

shielding

大小大小、、型型態態 NaNannoo--ZZnnOO 組

組成成、、缺缺陷陷

吸光 結構

可見光觸煤 壓(焦)電性

透明導電 發光

•

•

軍事、紡纖、藥物

•

PU、牙材

•

•

•

•

•

•

•

圖 2-5 不同型態之氧化鋅的應用

為了有效的改善氧化鋅的電阻值，可將鋁、銦、鎵、錫以少量的比例 摻雜在其中^[21]，則可以獲得極佳的電傳導性^[22-24]由於摻雜的元素會置換原 本的鋅原子，進而取代鋅的晶格位置，而提高了載子的濃度，使的導電率 大大的提昇，但如果摻雜過量的元素，則會使的此過量元素和氧產生化學 鍵結，並在晶粒或晶界上析出，導致電阻值上升，故摻雜是需要一定的計 量比^[25]。

在目前來說，製備氧化鋅薄膜的方法狠多，如：射頻磁控濺鍍法(RF magnetron sputtering)^[26]、金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)、物理氣相沉 積法(PVD)、脈衝雷射沉積法(pulsed laser deposition, PLD)^[27] 、噴霧熱解 法(spray pyrolysis)^[28-29]、溶膠凝膠法(sol-gel method)^[30]等。由於溶膠凝膠法 具有容易控制化學成分、可製備大面積薄膜以及低成本等等多項好處，故 使用此法來製備我們所需的薄膜。

2-3.2 AZO 薄膜之特性

本研究之薄膜為在氧化鋅中摻雜入鋁原子，其晶體結構基本上仍與 氧化鋅相同，為纖鋅礦結構(Wurzite hexagonal structure)屬六方最密堆積，

當鋁原子摻雜後，部份鋁原子將取代鋅原子的位子，由於Al³⁺為0.054 nm 較Zn²⁺離子半徑0.074 nm 來的小，所以會使得 ZnO:Al 薄膜晶格常數略小 於氧化鋅^[31]。

一般來說摻雜的方式有兩種：一是摻入比原化合物的陽離子多一價 的金屬離子，或摻入比原化合物少一價的非金屬離子。此種雜離子半徑應 小於且接近原化合物的金屬半徑，並不與原化合物起反應形成次化合物，

如在氧化鋅中摻鋁(ZnO：Al) ^[32-33] 。另一種方式是製造氧化狀態不完全 (nonstoichiometric)的半導體化合物，即半導體內含有陰離子空缺。上述兩 種摻雜方式都能有效提高膜的導電性。

2-4 ZnO 與 AZO 之光學特性

應用在透明導電膜的材料多集中於金屬氧化物半導體膜，如 ITO、

SnO2、ZnO 及 Cd2SnO4 等。其中 ITO 薄膜在高溫上的不穩定，所以學 家極力尋找新的材料。近年來 ZnO:Al 薄膜之所以愈來愈受矚目，不只因 為其具有低電阻係數，更因為其具有良好的光學特性，並具有發光能力，

其發光波長380nm 附近，在近紫外光區有一陡降的吸收峰值，在可見光區 具高透光性，在紅外光區又具有高反射率，加上其價格遠較ITO 薄膜低廉，

在電性上亦能達到與 ITO 膜相抗衡的程度^[34]，是一個極具潛力的光電材 料。根據文獻上記載^[35]，在 ZnO 薄膜中摻雜入 Al 原子不僅提高了導電 性，更會提高透光性，隨之它的能帶(band gap)亦會隨之增加^{[36] [26]}。其主 要原因為 Al 原子與 O 原子會結合形成 Al2O3，而 Al2O3 的生成有較高的 透光性，但相對不利導電性，即透光性愈高其導電性愈低，故在摻雜的量 還是不宜過高。

2-5 ZnO 與 AZO 之電學特性

氧化鋅屬於II-VI 族半導體。未摻雜之純氧化鋅薄膜，其電阻值相當 高，具壓電效應，所以藉由鋁的摻入增加其導電性。其內部電傳導藉由與 化學計量比的偏離而來，帶電自由載子由氧空缺(oxygen vacancies)及格隙 鋅原子(interstitial zinc)之淺層受體能階(shallow donor levels)所提供。而未 參雜之氧化鋅薄膜在使用上極不穩定，原因與對氧原子之化學吸附及脫附 能力有闕，其導電性質與製備方法相關。摻入鋁、鎵、銦等雜質之氧化鋅 薄膜，其導電性質會大為提高。摻雜不僅提高其電傳導性，同時也增進其 高溫穩定性。根據文獻上記載，在氧化鋅薄膜中摻鋁可得最佳電性。與純 氧化鋅比較，摻鋁之薄膜具較高載子濃度及較低的電子移動率。載子濃度 提高乃由於A1³⁺取代了Zn²⁺或佔據氧化鋅晶格中的格隙所貢獻。鋁原子在 膜中除了提供傳導電子外，亦是離子化之雜質散射中心(ionized impurity scattering centres)同時鋁原子也可能佔據晶格結構中之格隙位置而使結晶 變形。離子化雜質散射及晶格變形使電子移動率下降。因此鋁合量需有一 最適值。

2-6 氧化鋅奈米線之研究

近年來，由於奈米科技的發展，使得積體電路尺寸都趨向於奈米化，

對於奈米材料的品質也相對提昇。目前所研究的光電材料中，以氧化鋅最 受矚目，它具有成本低廉以及3.3 eV和非化學劑比的缺陷結構^[37]，因此極 適合用於發光元件，目前專家學者則是致力於氧化鋅奈米線之研究。

在一維奈米晶體的研究上，不論是各種晶體型態的合成(線狀、帶狀、

棒狀、同軸電纜狀、螺旋彈簧狀等)，或是各種一維奈米晶體材料的合成 (Ⅲ-Ⅴ族半導體、碳、矽、鍺、金屬、氧化物奈米線等)，以及一維奈米晶 體材料的應用上目前已經有非常大的突破，例如以其 385 nm 之激發波長 若取代現有的光碟機讀取頭，則可提高光碟片的紀錄密度；根據Michael H.

Huang 之報導^[38]，已研發出利用氧化鋅奈米線製作奈米雷射。雖然如此，

但是奈米材料的成長機制卻有相當多的說法，目前所公認的成長機制大致 上是依VLS(vapor-liquid-solid)的成長機制來解釋，另外香港城市大學 S.T.

Lee group 也提出了氧化物催化成長法機制，其他如 SLS (solid-liquid-solid) 機制、低溫VLS 機制、VS 機制等…，因此如何確認奈米材料的成長機制 是目前刻不容緩的課題，也是控制奈米材料成長穩定性最主要的條件。

2-6.1 一維奈米材料製備方式與成長機制

所謂一維奈米材料是指將線的直徑控制在奈米的尺度範圍內，而長度 則比直徑大上許多。在1964年時，就有學者Wanger和Eills以低壓化學反應 來製作微米級單晶一維鬚晶(Whiskwer)^[39]，有關奈米線的製程方式以目前 的方法來說已有數種成熟的技術，以最近幾年最常使用的方式來一一介紹 其成長方式及機制。

2-6.2 一維奈米材料製備方式

化學氣相沉積－Chemical vapor deposition (CVD)

化學氣相沉積法是目前最常被用來成長奈米線的方法，此法以沉積觸媒金 屬(catalysts)在基板上做為觸媒薄膜，如金、白金等低活性金屬，再將基板 置入通有先驅物(precursor)的高溫反應爐中，使固溶於金屬觸媒之元素過飽 和析出而行程單晶的奈米線。

近年來有許多專家學者利用這類方法利用不同觸媒的情況下通入鋅的氣 體與氧氣直接成長出氧化鋅的奈米線^[40]。

高能量雷射蒸發法－Laser ablation

此法主要以具有高能量且連續式CO2雷射或ND：YAG 雷射為光源，

利用其特性將含碳元素之固體靶蒸發，並通入氬氣或氦氣做為載氣(carrier gas)，將蒸發物沉積在冷卻的銅指(Copper finger)或銅線上，成長出奈米粒 子或碳管，其設備主要包含真空高溫爐、雷射源、載氣及銅收集器等等。

此法優點在於只要有適當的溫度、氣氛及週遭的壓力就能夠成長出奈米 線，它是一個簡單又快速的設備，目前如鍺、矽、二氧化矽等等，都可以 使用此法成長出來^[41]。

Template 輔助成長法

乃以陽極氧化法形成具有奈米尺度恐度之多孔性氧化鋁為模板，分別利用 各種化學方式，如溶膠凝膠(Sol-Gel)法^[42]、CVD、溶液化學法等等於奈米 尺度孔洞中沉積奈米線結構之材料。陽極氧化鋁模板具有大面積且規則排 列的奈米孔洞陣列，如能將材料選擇性的成長在奈米孔洞內，則材料的管 徑、高度、形狀將可以獲得有效的控制，此模板一般稱為陽極處理氧化鋁 模板(Anodic aluminum oxide template, AAO)，並已經有學者成功的利用

2-6.3 一維奈米材料製備成長機制

氣-液-固成長法－Vapor-Lique-Solid Growth (VLS)

最早由Wanger和Ellis在1964年提出^[39]，並用來解釋矽鬚晶的成長，及 引入外加雜質(Au)作為催化劑。回應物在高溫下蒸發，在溫度降低時與激 活劑形成低共熔體小液滴，小液滴互相聚合形成大液滴，並且共熔體液滴 作為端部不斷吸收粒子和小的液滴，最後因為過飽和而凝固形成奈米線或 奈米管。

氣-固成長法－Vapor -Solid Growth (VS)

此法又稱氣相磊晶成長法(Vapor Phase Epitaxy)，這類方法不需要利用 觸媒當作前驅物，在成長過程中會有過飽和的情形，且在溫度降低之後析 出成長，在奈米線頂端會有類似豆芽般的微小物吸附在上頭而後於側邊鋸 齒表面(zigzag surface)擴散進入奈米線當作成長來源。

目前製備一維材料的方法不勝枚舉，尚有許多成長機制仍被研究及發 展中，上述列舉只是其中的幾部分，但是幾乎已經涵蓋絕大部分的情形。

近幾年來，一維奈米材料被專家學者極力的研究，其原因為一維奈米材料 具備良好的光電特性，如果將來能夠研發成功，將對現今的科技是一大福 音。