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[[abstract]]因奈米碳管(carbon nanotube)具有獨特的準一維結構,且單壁奈米碳管(single-walled carbon nanotube)具有非凡的電子傳輸特性、高熱穩定性、良好的化性及機械穩定性,目前廣泛的被研究應用在各種奈米元件,而這些應用與半導性奈米碳管的特殊電性息息相關,因此本研究中進一步同時控制其碳管之準直性、管徑、以及區域密度並以其臨場製作上閘極奈米碳管電晶體(Top gate CNT field-effect transistors),是克服以往元件無法大面積製作應用上瓶頸之關鍵。 本研究利用Ni/SiO2雙層催化劑結構上層SiO2的鍍率控制奈米碳管的管徑,透過管徑的縮小以取得較高半導性碳管比例,並以高溫化學氣相沉積(thermal chemical vapor depositon)的方式於石英基板上側向成長水平且平行併列的半導性奈米碳管作為電晶體導電層,以此方式高密度且大面積的成長碳管可以改善過往使用單一碳管作為電晶體導電層造成開電流值過小的缺點,並經由氫氣前處理後的碳管製程,藉此通入高氧化還原能力的氣體使催化劑表面的氧化物還原成金屬,並且活化其表面幫助碳管成長,此一改善後的碳管製程能進一步提升了於石英基板上成長奈米碳管的產量和品質,且水平併列的準直性也不會在高密度下出現偏移,所成長的奈米碳管長度可達到50 μm以上。而利用微拉曼光譜分析儀所分析碳管的IG/ID 比值可大於20以上,表示碳管石墨化程度極佳。而改變催化劑上層結構SiO2的鍍率可以得到不同的碳管直徑分佈,藉此控制所製作的水平併列式碳管電晶體的電性表現,量測碳管的直徑範圍及碳管之管徑分佈是利用原子力顯微鏡(AFM),當SiO2鍍率為1.0 Å/s,碳管平均直徑為1.39 nm;鍍率為0.5 Å/s,碳管平均直徑為1.17 nm;鍍率為0.2 Å/s,碳管平均直徑為1.11 nm。從實驗結果可以得到在雙層催化劑結構的上層...
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