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新闻来源：未知 发布时间：2013-3-17 0:28:39　本站主页地址：http://www.jiance17.com

由高解析TEM电子显微镜观察碳管细微结构

奈米碳管的组成结构有两种，分别为Single-walled nanotubes (SWNT)和Multi-walled nanotubes (MWNT)，

皆必须以人为操作利用各种不同方式来制作。奈米碳管的制程方式一般最常被使用的方法有电弧放电法、雷射气化法、太阳能法及催化剂化学气相沉积法四种方法。

近年来，制程方式仍持续被研究发展，如微波电浆化学气相沉积法Microwave plasma enhanced chemical vapor deposition；MPE-CVD)

本实验室以催化剂化学气相沉积法，利用碳氢化合物气体(CH4、H2)于高温时，在催化剂表面产生热分解，进而沉积成长出中空管状结构奈米碳管。

研究目的在于探讨反应温度、气体浓度组成、气体流量及反应时间等制程参数条件对奈米碳管成长与特性之影响。

我们由实验结果中发现在反应温度1100℃与1200℃时，除了出现正常奈米碳管之外，也存在异常球状结构的奈米碳管，长度均可达11μm以上。

不同的甲烷浓度，在相同的反应时间下，具有不同的奈米碳管直径变化，根据奈米碳管直径变化可计算出增厚速率。我们由TEM的绕射图计算出(002)面的Lc值，

以便瞭解奈米碳管的结晶排列程度。因此由高解析TEM电子显微镜的Lattice image分析结果发现，相互平行碳层堆积排列的层数会随碳管直径变大而增加，

愈往碳管外侧延伸，碳层排列规则愈散乱，造成碳管表面粗糙化。

A. 奈米碳管

奈米碳管方面包括快速成长制程之研发以及奈米碳管之相关应用。针对快速成长制程方面，我们于2004 年发表了以添加矽的铁薄膜催化剂，于370℃下 成长準直排列之奈米碳管，其成长速率高达13μm/min。
得到的奈米碳管具有与高温下低成长速率得到一样好的结构。少了矽的添加成长温度将超过650℃，
且其碳管的结构也不佳。近来，我们更进一步的发表了添加少量的铝于含矽的铁催化剂里，能更进一步的增加奈米碳管的成长速率。

另外，在制程上，我们最新的研究成果显示出，藉由中断式(非连续式)的成长方式，更可使成长速率增加到~30μm/min。除了针对快速成长奈米碳管的催化剂以及制程上的开发外，
我们也研究快速成长奈米碳管的成长机制。另外，针对碳管的应用，主要的研究方向为场发射、超级电容以及DMFC。

　

B. 氧化锌

氧化锌的研究方向主要为成长各种氧化锌的奈米结构，其中包含奈米线、奈米墙、奈米薄膜等，同时也研究其在气体感测器以及透明导电薄膜上之应用。在成长氧化锌奈米结构中，

我们开发一个新颖的奈米结构制备方法，得以準确控制奈米结构之形貌（包含锌奈米线/柱、奈米墙、奈米花）此制备方式完全与现有半导体技术相容，且可大量生产。

因此，以此新颖方式成长的成长机制也在研究成果之中探讨。同时，我们也开发不同的方式制备氧化锌奈米线，其中包括电纺织、化学气相沉积等，而其目的主要为将获得之氧化锌奈米线进行气体感测器之应用，所获得之感测效率优于文宪之报导。除此之外，主持人也针对氧化锌薄膜在透明导电玻璃上的应用进行相关研究，其主要是以三明治结构，利用氧化锌透明导电薄膜夹金属薄膜，来提供高导电且穿透率高之电极使用。