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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93100
標題: | 選擇性蝕刻應用於水平奈米碳管成長與性質分析 Selective Etching Applied in Horizontal Carbon Nanotubes for the Growth and Property Analysis |
作者: | 林鈺晟 Yu-Cheng Lin |
指導教授: | 徐冠倫 Kuan-Lun Hsu |
關鍵字: | 半導體型奈米碳管,石英基板,化學氣相沉積,水蒸氣選擇性蝕刻,拉曼光譜分析, Semiconductor-type carbon-nanotubes,Quartz substrate,Chemical vapor deposition,Water vapor selective etching,Raman spectroscopy analysis, |
出版年 : | 2024 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 本研究著眼於在石英基板上進行水平奈米碳管(Carbon Nano-tubes,CNTs)之合成技術,並透過水蒸氣對實驗所生長之水平奈米碳管進行選擇性蝕刻,以此方式進行奈米碳管之電性篩選。過程中採用金屬薄膜催化劑化學氣相沉積技術進行水平奈米碳管的合成,並藉由在奈米碳管生長結束後將水蒸氣引入真空高溫爐管內進行選擇性蝕刻,實現半導體型水平奈米碳管之高效篩選。首先透過高溫爐管對石英基板進行退火,隨後利用微影製程技術,將水平奈米碳管的生長區域進行圖案化。並透過電子束蒸鍍系統,在石英基板表面蒸鍍上鐵薄膜催化層,為奈米碳管在石英基板上提供著床的根源。後續在真空高溫爐管中進行鐵催化層之退火處理,將鐵薄膜催化層轉變為鐵奈米顆粒,為單壁水平奈米碳管的生長創造適當條件。接著採用化學氣相沉積法在真空高溫爐管中合成出水平奈米碳管陣列。隨後運用水蒸氣進行選擇性蝕刻,促使石英基板表面僅保留半導體型之水平奈米碳管。最終透過掃描式電子顯微鏡,以及拉曼光譜量測系統,對水平奈米碳管進行結構觀察與性質量測。
本研究旨在找出半導體型水平奈米碳管占比性最高的成長方式,及高效水蒸氣選擇性蝕刻去除金屬型奈米碳管之參數,為奈米材料領域提供實用且可靠之製程方法。此研究不僅為水平奈米碳管之可控生長提供了實用的技術資訊,同時也豐富了奈米材料於半導體領域中的應用潛力。後續實驗可透過此實驗製程參數所生長出的奈米碳管做為電晶體之通道,實現將奈米碳管運用於電晶體之應用價值,為半導體及材料科學領域的發展貢獻重要資訊。 This study focuses on creating semiconductor-type horizontal carbon nanotubes (s-HACNTs) on quartz substrates by using chemical vapor deposition (CVD) and selective etching. The process involves annealing, lithography, and physical vapor deposition(PVD)to plated a thin Fe-film as a catalyst. And then, using annealing to treat the surface of the Fe catalyst layer into evenly dispersed iron nanoparticles, thereby creating optimal conditions for the growth of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). And using CVD process to synthesize horizontally aligned carbon nanotubes (HACNTs) in tube furnace. And using water vapor to selective remove the metal-type nanotubes. Finally, structural observation and property measurement of the HACNTs are conducted using a SEM and a Raman spectroscopy instrument. The study aims to determine the most effective growth method for s-HACNT and optimal parameters for selective etching, providing a practical and efficient approach for nano-material preparation. The research establishes a controlled growth pathway for CNTs. The identified parameters can be applied in subsequent experiments to grow s-HACNT for transistor channels, contributing valuable information to the electronics industry's progress in nano-materials. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93100 |
DOI: | 10.6342/NTU202401624 |
全文授權: | 同意授權(全球公開) |
顯示於系所單位: | 機械工程學系 |
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