政院國家科學委員會專題研究計畫...

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

奈米鑽石場發射光電顯示陣列之製作與其在氣體感測上之應用(第 2年)

研究成果報告(完整版)

計畫類別：個別型

計畫編號： NSC 95-2221-E-011-221-MY2

執行期間： 96年 08 月 01 日至 97年 10 月 31 日

執行單位：國立臺灣科技大學電子工程系

計畫主持人：黃柏仁

共同主持人：黃建盛

計畫參與人員：教授-主持人(含共同主持人)：黃柏仁

助理教授-主持人(含共同主持人)：黃建盛

碩士-專任助理人員：毛振源

碩士-專任助理人員：李志煌

碩士-專任助理人員：張志嘉

報告附件：出席國際會議研究心得報告及發表論文

處理方式：本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2年後可公開查詢

中華民國 97年 10 月 09 日

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 □ 成果報告 □期中進度報告

奈米鑽石場發射光電顯示陣列之製作與其在氣體感測上之應用

計畫類別：■ 個別型計畫 □ 整合型計畫

計畫編號：NSC 95－2221－E－224－069－MY2 執行期間： 96 年 08 月 01 日至 97 年 07 月 31 日

計畫主持人：黃柏仁

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 ■完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、

列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢

執行單位：國立台灣科技大學光電工程研究所

中華民國年月日

1

中文摘要

近幾年來碳屬相關材料在低壓場發射應用發展上已然有相當大的成果，即使

在低於 ~105 V/cm 的電場下，仍然可獲得大的電子場發射電流密度，例如奈米碳管(carbon nanotubes, CNTs)。因此，奈米碳管在真空微電子元件應用上受到廣泛的研究興趣，尤其是在場發射顯示器應用方面之研究。

同屬碳材料的奈米鑽石(nano-diamond)也被考慮具備有作為場電子發射源的吸引力，主要是因為它具有極優越的化學、機械、以及熱傳導特性，大的晶粒邊

界密度、非鑽石成份(特別是sp2 鍵結碳簇群)、以及低的或為負的電子親和力(negative electron affinity, NEA)。

在過去的幾年裡，我們的研究團隊曾致力於使用微波電漿化學氣相沈積系統

成長多晶鑽石薄膜之研究，不僅成功的成長出多晶鑽石薄膜，同時也研究出鑽石

薄膜的電性傳導機制。而在未來，我們將延續成長多晶鑽石薄膜的經驗致力於奈

米鑽石的成長與其應用，包括尋找出最佳的奈米鑽石成長機制與其電特性，並且

研發製作奈米鑽石光電元件和在其他方面之應用。本計畫將分成兩年度完成，各

年度計畫略述於下︰第一年：奈米鑽石及類鑽石薄膜之沈積及品質分析與場發射特性之量測分析

(95/8/1 ~ 96/7/31) 第二年：奈米鑽石光電顯示陣列之製作與其在氣體感測上之應用

(96/8/1 ~ 97/7/31) 本年度(96/8/1 ~ 97/7/31)為執行研究計劃第二年進度，將利用製作奈米鑽石

三極式場發射結構達到改善場發射特性之目的。並將所成長之奈米鑽石進行(熱)場發射之量測，並探討奈米鑽石薄膜所含之sp2-bond 及sp3-bond 成份比例對氣體之崩潰電壓之影響。接著開發鑽石薄膜於電子激發光源之研究，利用場發射的電

子激發中間層的發光材料，預期會達到改善發光特性之效果。最後再利用高真空

量測系統，通入不同之氣體（N2、Ar、O2、CO2...），進行氣體感測之量測分析。在固定之腔體體積下，觀察其崩潰電壓之變化，進而達到感測氣體之種類與濃度

目的。

關鍵字: 奈米鑽石、電子場發射特性、微波電漿化學氣相沈積、物理氣相沉積

I

英文摘要

Recent developments in carbon-related materials yielding low macroscopic electric fields for sufficient electron emissions enable one to observe substantial current densities of electron emissions even at macroscopic fields well below ~105 V/cm. Such as the carbon nanotubes (CNTs), which have been intensely studied in vacuum microelectronic devices, specifically, the application to field emission displays (FEDs) has attracted much attention.

Nano-diamond has also attracted considerable interest for field emission electron source due to its superior properties including excellent chemical, mechanical and thermal properties, large grain boundary density, non-diamond components (especially sp2 -bonded carbon clusters) and low or negative electron affinity (NEA).

In the past years, our teams deposited the polycrystalline diamond films by microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) system and successfully investigated the electrical conduction mechanism of the films. We will now focus on the material of nano-diamond. Full effort will be conducted in the study for optimum growth mechanism, the electrical properties of the nano-diamond, and finally in the development of nano-diamond optoelectronic devices and array for display application. 2nd year(96/8/1 ~ 97/7/31)：The fabrication of nano-diamond array and triode-type field emission display and in the application of gas sensors. Keywords：nano-diamond、field emission、MPCVD

II

報告內容

前言

隨著工業發展帶來的酸雨、塵害、臭氧層減少等環保問題已嚴重到人類生存

的基本條件。經引擎與發電廠燃燒產生的氮氧化物、硫氧化物會直接侵害呼吸系

統，造成氣喘、過敏、視力與腦力減退；另外方面，廢氣與水氣形成的酸雨可導

致水中生物死亡、土壤酸化、地下水酸化，影響到農作物與飲用水，易引起消化

系統疾病、皮膚、眼睛等病痛。然而自民國七十七年起，台灣汽機車每年仍超過

一百萬輛，因此如何控製制空氣污染，已是刻不容緩必須面對的問題。行政院環

保署更定出使用中汽、機車檢驗標準，由於台灣地狹人稠，為了環境的維護，所

定標準較諸美、日更為嚴格。氮氧化物( NOX)為大氣中最常見的污染物，除了酸雨效應，經宇宙射線分解

後會於地表產生臭氧，造成煙霧污染。由於氮氧化物在高溫下產生後不易於室溫

下分解，欲減少氮氧化物需利用觸媒轉換分解，然而氮氧化物的觸媒與水氣反應

亦會形成氨氣不利於人體，因此需要感測氮氧化物含量以調整觸媒所需量。另

外，像CO 是一種無臭無味的有毒氣體，燃燒不完全的瓦斯又常釋出一氧化碳，人們在不知不覺中往往造成嚴重的傷亡，表二所列為一氧化碳對人體的影響，由

表中所列過量的一氧化碳，只要在3 分鐘內即可能使人死亡。感測器前十大世界市場包括溫度感測器、壓力感測器、流動感測器、位置感

測器、液體化學感測器、液位感測器、速率感測器、氣體化學感測器及煙氣和火

檢波器，在2010年前後，感測器整體趨勢朝向小型化、積體化、多功能化、智慧化、系統化發展。新一代感測器領域的主要技術將逐漸延伸和提高，並加速產業

化。第二部份，場發射平面顯示器的重要部份為陰極材料的特性，其特性必須包

括低臨界工作電場，高電流密度 (10-100 mA/cm2) 以產生高亮度的螢光。陰極材料也必須容易，準確又均勻的沉積在陰極基材(矽，玻璃等)表面，且必須適用在真空中的材料及滿足其他製程(如封裝)所產生的高溫效應(即高溫場發射之穩定性)。最著名之FED 陰極材料為1968年C. Spindt 所提出的Spindt-type Tips，是以微米鉬(Mo) 金屬尖錐陣列(Array of microtips) 為陰極材料[1] ，雖然Mo 的功函數不是最低，但其耐高溫、耐撞擊，因此為現行FED 所使用之陰極材料。但因Mo 的工函數高(4.6 eV)，故其臨界起始電壓較大，後來由於矽基材料的使用，且在半導體工業擁有絕對的優勢，因此使用矽來製作電子元件就目前整體產業界

來說是最為符合整體需求的，但其主要的缺點是矽發射子有不佳的熱傳導率和相

對較高的功函數而使得其有不穩定的電子發射效應。鑽石改善場發射陣列的發射

特性，因其優越的性質取代了矽成為最近幾年的研究體材。奈米鑽石材料特徵尺度在 1~100 奈米 (10-9m) 之間即為奈米材

(nanomaterials)。因為奈米材料尺寸小於光的波長、比表面積遠大於整體(bulk)狀

1

態、表面能佔整體能量比例大，這些因素造成材料的物理、化學性質包括熔點、

熱導、電導、磁、光、機械、催化等多項性質不同於整體狀態，因為這些優異的

性質，奈米材料被預期有革命性用途。美國時代週刊亦評語指出：奈米技術

(nanotechnology)，是今後十年最有可能使人類發生劇變的十大技術之一。而晶粒大小約為幾奈米到幾十奈米的奈米鑽石薄膜，不但仍具有鑽石的許多

優異性質，如高熱傳導性、高光穿透率(遠紅外線至x-光)等優異特性，加上晶粒遠小於多晶鑽石薄膜，表面粗糙度( suface roughness)大幅降低，因此大大提升鑽石薄膜在光學薄膜或微機電系統(Microelectromechanical Systems，MEMS)材料上的應用。此外奈米鑽石薄膜也被視為是深具潛力的場發射材料，由於鑽石具有

NEA 的特性，所以鑽石被認為是可取代早期以金屬(如鉭)或半導體(如矽)材料作為錐形冷陰極場發射源最有潛力之材料，但鑽石薄膜之高電絕緣性必須以摻質鑽

石薄膜來克服，由於摻質鑽石薄膜之製程瓶頸仍難以突破，所以限制了鑽石薄膜

在場發射之應用。反觀奈米鑽石薄膜，其具備鑽石的優異電性(如NEA)，且晶界(grain boundaries)含有sp2 鍵結，使其擁有導電性，所以奈米鑽石薄膜已成為目前場發射最具發展潛力材料之一。

研究目的

本實驗主要是利用具有場發射特性的奈米鑽石及類鑽碳薄膜，運用在製作氣

體感測的方法上，進而去量測不同的氣體種類與濃度，並加以統計與分析，探討

類鑚碳之氣體吸附特性，並研發此新一代奈米氣體感測材料在氣體感測器上的應

用與元件設計。在各項工業的快速發展下，各種有毒、可燃燒性、爆炸性或是窒

息性的氣體在工業製程中被釋放出來，或是在製造過程中被添加進去，為了防止

這些氣體洩漏危害人體，造成社會的恐慌或家庭的傷害，於是能偵測各種不同氣

體的感測器漸漸的被研發出來。

因此氣體感測器的發展已成為各界研究多時的重要議題。而氣體感測器因體

積小、質量輕及價格低廉，已在許多領域中被廣泛應用，例如半導體製程、光電

元件製程、醫學診斷、環境監測、個人安全及國家安全等。以工業量產規模、市

場銷售及研究發展的角度來看，此種微型感測器較傳統之離子感測器更具實用及

經濟價值相當具有未來發展性。

2

文獻探討

場發射顯示器(Field Emission Display:FED)，即是基於場發射原理所製作的一種顯示器。與陰極射線管(Cathode Ray Tube；CRT)相比較，兩者之發光原理皆是利用在真空中發射出的自由電子撞擊螢光面板而發光。其差異在於場發射是利

用電場來降低物質表面的位障，使得電子利用量子穿隧效應(Quantum- Tunneling)而更容易發射出來，而非熱能，大大的降低工作電壓，所以場發射又稱為冷陰極

發射。

目前FED主要有四個核心技術：1.場發射體(field emitter)，2.真空封裝(vacuum sealing)，3.低電壓螢光材料(low voltage phosphor)，4.驅動電路(driving circuit)。而這四個技術中以場發射體為最需解決之問題，其必須具備低起始電場、高發射

電流密度、耐高溫、化學安定性。因此研發能在低工作電場下產生足夠大的電流

密度的發射陰極材料，成為目前場發射技術研究者的重要研發方向。依照Fowler-Nordheim (F-N)公式[2]，為了符合場發射陰極的需求，場發射陰

極的功函數或是尖端幾何結構要越小越好。目前相關的場發射陰極研究的碳材有

非晶系碳薄膜(amorphous carbon film)、鑽石薄膜(diamond film)、類鑽石薄膜(diamond-like film)，以及最具話題性的奈米碳管(carbon nanotube)。鑽石與類鑽石薄膜之所以可以當作場發射源最只要是因為它具有負的電子親和力(Negative Electron Affinity)。

目前成長鑽石及類鑽碳常用圖表歸類如圖.1，目前國內有利用陰極電弧[3]，非平衡磁控[4]，射頻偏壓輔助微波電子迴旋共振化學氣相沉積法[5]，電漿化學氣相沉積法 [6-7]等方法來研究鑽石及類鑽碳，也有利用偏壓 [8]、參雜(Doping)[9-10] 及Raman[11] 來研究類鑽膜性質，工模具使用類鑽膜的品質及耐磨耗性等研究。

圖 1 成長鑽石及類鑽碳常用圖表

3

研究方法

本年度主要研究動機在於根據目前市面上平面顯示器發展趨勢及文獻記

載，認為奈米鑽石場發射器元件之研究是非常值得探討的，故本年度研究著重於

承續第一年之研究成果，並改變二極式場發射結構，採取（1）深埋式金屬層方式作為電子源，（2）製作三極電子極結構來達到改善場發射特性之目的。並將所成長之奈米鑽石進行(熱)場發射之量測，並探討奈米鑽石薄膜所含之sp2-bond 及sp3-bond成份比例對氣體之崩潰電壓之影響。接著開發鑽石薄膜於電子激發光源之研究，利用場發射的電子激發中間層的發光材料，預期會達到改善發光特性

之效果。針對場發射體(field emitter)為研究主軸。並深入探討分析非晶型鑽石/銅奈米

線/矽(diamond /Cu nanowires (CuNWs)/Si)合成結構，是否能有效改善場發射之低起始電場、高發射電流..等特性，預期在場發射式平面顯示器(Field Emission Display, FED)應用上將有所助益。最後再利用高真空量測系統，通入不同之氣體（N2、Ar、O2、CO2...），進行氣體感測之量測分析。在固定之腔體體積下，觀察其崩潰電壓之變化，進而達到感測氣體之種類與濃度目的。

第一階段：奈米鑽石光電顯示元件之場發射特性改善

利用深埋式金屬層方式作為電子源改善鑽石薄膜場發射之特性

因鑽石本身所存在的電子數較少,故我們選擇一個良導體來作為其電子來源,而在本計劃中我們是選定Ti金屬，利用鑽石薄膜之負電子親和力(NEA)之特性來達到我們所預期的場發射效果。此外，當我們外加一電場時,電子會更容易穿隧(tunneling)至傳導帶(conduction band)。

首先，利用RF-sputter濺鍍系統，在Si基板上沉積金屬：Ti。再進一步使用MPCVD化學氣相沉積法，製備奈米鑽石薄膜，如圖1-1 MPCVD實驗設備。藉由控制不同之前處理方式(如下表1-1)，進而沉積不同之薄膜品質。再以SEM及Raman與ESCA分析，在不同條件下所成長之鑽石薄膜物理與化學特性上的羞異。

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Sample CH4/H2/Ar Microwave Power

Pressure Temperature Deposition Time

鑽石粉研

磨前處理

氫電漿前

處理 Ti

無前處理

1/10/94 (sccm)

700 W 30 torr 700 oC 6 hr

表 1-1 在不同時間下成長奈米鑽石薄膜.

圖1-1 MPCVD實驗設備

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製程製作三電子極結構改善其場發射特性

利用在金屬上方成長完之鑽石薄膜，進一步製作出三極場發射結構，利用外

加閘極的方式，預期能有效地加速薄膜表面電子從陰極發射至陽極接收端，期望

能獲得高電流密度及低起始電場之三電子極場發射元件特性。

第二階段：鑽石薄膜場發射顯示陣列之製作

於矽基材與銅奈米線(CuNWs)/矽基材 (其中銅奈米線係以陽極氧化鋁(AAO)模板技術成長於矽基材上) 沈積類鑽碳膜，並比較兩者之電子場發射行為。本研究先以SEM和AFM分析兩者之表面形貌及粗糙度、深寬比，並藉由拉曼(Raman)頻譜和表面化學(ESCA)成份分析探討類鑽碳膜/銅奈米線/Si與類鑽碳膜/Si兩者之結構和鍵結特性，最後再比較兩者之場發射特性。本階段主要分為三大步驟:一、多孔氧化鋁模板(AAO)之製備，二、電解沉積奈米銅絲，三、多孔氧化鋁模板和銅奈米線結構觀察與分析。 (1)準備4-inch P-type純矽基材(resistivity of 1-10 ohm-cm)，將試片於丙酮中以超音波震盪後以去離子水清洗之，再以氮氣吹乾。 (2)在矽基材上鍍上鉻(Cr) / 金(Au)雙層之晶種層為了增加鋁金屬在矽基材的附著力及電鍍銅的背部導電性，在鋁金屬膜鍍上前先在矽基材上以離子束蒸鍍上鋁

金屬，蒸鍍速率為5 nm/ sec蒸鍍上鉻(Cr) / 金(Au)雙層之晶種層,如圖1-4(a)所示。 (3)在鉻(Cr) / 金(Au) / 矽基材上鍍上鋁金屬膜蒸鍍上鉻(Cr) / 金(Au)雙層之晶種層之後，即可在其上再以離子束蒸鍍上鋁金屬，蒸鍍速率也是為5 nm / sec，如圖1-4(b)所示,。 (4)鋁金屬膜之電解拋光電解拋光為陽極夾試片，陰極夾石墨棒，置於電解拋光液中。對於一表面不均的試片，凸面處的電流密度會較凹面處高，因此，凸面處的溶解速率會快於凹面處的，而使得表面趨於平坦化。電解拋光除了可得一光滑平坦表面外，其和機械拋光相比，還有著以下優點:(1)機械拋光會因局部加熱而產生組織變化，相較之下電解拋光不會引起塑性變形，(2)機械拋光會在金屬表面留下研磨材料和油脂等，必須另行處理才能獲得清潔表面。

本實驗拋光液的配置為濃度85%磷酸，濃度96%的硫酸和去離子水依體積比1:1:1的比例混合，將拋光液加熱至40。C。將鋁試片夾於正極，負極夾石墨棒，浸於拋光液中，施以20V的直流電壓，電解拋光20分鐘，然後以去離子水洗淨。裝置如圖1-3。

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圖1-3 陽極處理示意圖 (5)鋁金屬膜陽極處理

將拋光過後的鋁試片置於試片座內，浸入H3PO4 (3.5 wt%) 和CrO3 (45 g per liter) 溶液中，溫度為80℃.並以電磁攪拌子攪動溶液。鋁膜試片接於正極，負極接石墨棒，通以40V的直流電，陽極處理12小時。 (6)擴寬多孔膜孔洞

陽極處理後的鋁試片會如圖1-4(c)所示，為獲得直通型孔洞,在室溫下，將其浸入6wt%磷酸中，時間維持40分鐘，此時多孔氧化鋁膜的孔洞會被擴寬。電解沉積奈米銅絲於自製/商品化AA0模板電解沉積奈米銅絲於自製/商品化AA0模板

(1)電鍍液製備

本實驗電鍍液的配置為取99.9%的CuSO4．H2O(分子量250)50克和純度99.5%的硼酸H3BO3(分子量61.8)6.2克，加入1L的去離子水中，配置成0.2M硫酸銅水溶液和0.lM硼酸水溶液均勻混合的電渡液，其中硼酸主要的功能是做為緩衝液，使電鍍液的PH值控制在4.5~5.0的範圍之間。 (2)電鍍銅奈米線

將已濺鍍上一層背電極的多孔氧化鋁模板試片置於陰極，即工作電極

(working electrode) ，石墨棒置於陽極做為輔助電極(counter electrode)，AgCl 做

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為的參考電極式電化學電池(standard three-electrode electrochemical cell)。而本實驗是採用EG&G公司的VERSA STAT II 恆電位儀，採用其直流定電位Potentailstate)模式電鍍，電壓固定在-0.03 Volt，在室溫下電鍍。電鍍時間的長短由電流相對於電鍍時間的曲線圖來判定電鍍終止時問。電鍍完成後可得一金屬銅

奈米線複合膜，如固1-4(d)所示。

Si wafer

Cr/Au bilayers →

(a)

Si wafer

Al

Cr/Au bilayers →

(b)

(c) (d)

Si wafer Si wafer 圖1-4 多孔氧化鋁模板之製備示意圖 (a)在矽材基上蒸鍍上鍍上鉻(Cr) / 金(Au)雙層之晶種層，(b) 在鉻(Cr) / 金(Au) /矽基材上鍍上鋁金屬膜，(c)經陽極處理後

之鋁金屬膜，(d)氧化鋁銅奈米線複合膜片

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第三階段：鑽石薄膜場發射顯示陣列於氣體感測上之應用

完成鑚石薄膜之成長與分析及場發射特性之改善後，接著則是探討鑚石薄膜

對氣體感測能力的研究。方式乃將奈米鑽石薄膜或類鑚薄膜置放於陰極的位置，

上面覆蓋一ITO玻璃或鋁板作為陽極，並使陽陰極間產生一間距，在兩極間施加高電壓，如此，ITO(陽極)與鑽石薄膜(陰極)會在間距內產生強大的電場，加速氣體崩潰(游離)的過程。因每一種氣體都有獨特的崩潰電壓(breakdown voltage)，當電場高到某一程度時，氣體將會被離子化。此離子感測器就是藉由量測感測器的

崩潰電壓來分辨待測氣體的種類，而由量測放電的電流得知氣體的濃度(固定腔體之體積，濃度∝壓力)。其量測前準備動作如下列說明：

1．首先，先於準備好之陽極 ITO 玻璃兩端之正反面塗上 Ag 膠，以便量測。

2．將製備好之奈米鑽石薄膜置於Teflon holder上，再將定義為陽極之ITO玻璃覆蓋於薄膜上方，並在陽極上畫出接收電子面積(A)為(0.5 x 0.5 cm2)。

3．定義奈米鑽石薄膜到陽極之距離(d)為 80 μm。

4．在進行氣體感測實驗前，先將Teflon holder置入系統腔體中並利用Turbo pump抽高真空至 1 x 10-6 Torr，以將帶走原本依附在薄膜表面之氣體。

5．分別利用通入不同氣體(N2、O2、Air)，於 100、200、300、400、500、600、760 Torr壓力下進行氣感量測。

6．開始由 Keithley 237 提供陰陽極掃描電壓由 0 ~ 1100 V，進行氣體崩潰特性量測。在固定腔體體積，觀察在不同壓力下之崩潰電壓的變化。

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結果與討論 (含結論與建議) 第一階段：奈米鑽石光電顯示元件之場發射特性改善

利用深埋式金屬層方式作為電子源改善鑽石薄膜場發射之特性

在Si基板上濺鍍Ti金屬，其厚度均約為300nm，作不同的前處理，試圖比較不同前處理方式對NCD成核密度的影響,發現不同的預先成核條件會造成鑽石薄膜成長速率與成長方式的不同。所以，我們在實驗中比較了幾種不同的前處理方

式，所產生的不同成長密度。不同成核條件所成長的鑽石膜表面形貌與厚度我們

將三種不同成核條件的試片做比較，在FESEM 下就可以明顯看到其膜成長特性的不同。

(a) 研磨：以5μm的鑽石粉成核方法的試片，如圖2-1(a)，其成長的鑽石薄膜的表面型態較為均勻，其鑽石薄膜的均勻度較高，並且很容易形成一個連續

完整的超微晶奈米鑽石薄膜。 (b) 氫電漿蝕刻：可觀查出其成長的密度較為，仍然可以在薄膜上觀察到孔洞，代表了如果表面粗糙度成長的時間不夠，雖然成長的時間一樣，可是薄

膜間仍然會呈現不連續的情形，如圖2-1(b)所示。 (c) 直接成長：由圖2-1(c)可以發現由於金屬層表面未經過任何前處理前，其表面較為平滑，所以就鑽石成核而言是較為困難的。經由SEM圖驗證後，我們可以簡單的做個結論，經過5μm的鑽石粉研磨，

接著在成核初期才會讓鑽石薄膜的成核密度提高，並會使膜的表面型態均勻，以

方便於接下來的電性及物性上之分析。薄膜之拉曼分析，是利用法國Jobin Yvon/Labram HR系統之拉曼光譜儀。其

波長為633nm。在分析碳結構方面，Raman 是一個非當好用的工具。操作簡單又不會傷害到試片本身。NCD在Raman的分析圖中，出現明顯而常見D band與G band，還有一個類似背景值的斜上趨勢。D band (1350 cm-1)和G band (1580 cm-1)是屬於石墨的成分，以及由像奈米鑽石晶粒邊界形成的鍵結位置在1140 cm-1跟1480cm-1 [12]。

其中G band的＂G＂所代表的含意是graphite的意思，是為E2g mode振動模式，此模式是由sp2 site所貢獻；D band的＂D＂則是disorder的意思，為A1g mode，此breathing mode中鏈狀的sp3 site並沒有參與。然而D band常隨著G band的而出現，象徵 graphite中disorder的程度。鑽石峰1332 cm-1(sp3)依然存在鑽石成長後的薄膜中，只是相對強度比鑽石峰(D-band)弱。完整的單晶石墨譜線中，並不會有D band的出現，雖然石墨具有六角苯環結構，但完整的網狀結構卻抑制了D band 的出現，換句話說沒有“disorder”產生﹔不過一但完整的石墨結構遭到破壞，D band 就立刻會被偵測出來，而且隨著網狀結構的破壞與鏈狀結構的增加，D band

10

的強度也會隨之而改變[13]。為了了解sp2 cluster的大小及數目相關變化，D band & G band 鋒值的相對變化與位置，強度，是Raman 光譜中的分析重點。J. Robertson [14]指出，D band 強度的上升代表有更多cluster 或更大的cluster 形成，G band 半高寬變胖則是鏈狀的形成與網狀結構破壞的象徵。

我們觀察金屬基板的成核方式所長成的鑽石薄膜，基本上都是超微晶奈米鑽

石薄膜。實驗中所量測出的G Band peak由1580偏向1586cm-1，與原本的1580cm-1

有所偏差，在此文獻[15]中指出當Raman 分析中G band 峰值位置往低波數偏移時則表示薄膜中sp3含量愈高，先前所做Raman 分析之G band 峰值圖譜可知，G band 愈往低波數偏移，再藉由ESCA分析中Carbon 特性峰求得sp3含量，證明未處理之鑽石可得到高sp3 含量之鑽石。

圖2-3 Ti金屬上經鑽石粉研磨前處理後沉積之ESCA分析圖，為了深入了解薄膜表面成分結構，利用勞倫茲(Lorentzian)標準數學模擬方程式對鑽石薄膜之C1s 特徵峰進行分析，從模擬分析(虛線部份)的結果，可以在284.3 eV位置上發現sp3鍵結的鑽石特徵峰，還有一個是sp2鍵結。由此一數據(sp2/sp3)比值，可以判定出NCD薄膜的品質及其導電性的差別。較高的sp2/sp3比例會造成較低的電阻係數。相對的較低的sp2/sp3比例會就造成較高的電阻係數，由於是在同一製程下，所以在金屬層上成長奈米鑽石所得到sp2/sp3 值為0.52。

圖2-4為Ti金屬上經鑽石粉研磨前處理後沉積之場發射量測分析圖，其起始電場值為8.5 V/μm。

11

(a)

(b)

(c)

圖2-1 Ti基板經由不同前處理，再成長NCD之SEM圖(a)研磨(b)氫電漿(c)直接成長

12

1000 1200 1400 1600 1800

Inte

nsity

(a.u

.)

1540

Raman shift(cm-1)

1152

13501332

1481 1581

圖2-2 Ti金屬上經鑽石粉研磨前處理後沉積之鑽石薄膜拉曼分析圖

295 290 285 280 275

Inte

nsity

(a.u

.)

sp2/sp3=0.52

Binding Energy(eV)

圖2-3 Ti金屬上經鑽石粉研磨前處理後沉積之ESCA分析圖

13

4 5 6 7 8 9 10

8.0

6.0

4.0

2.0

Cur

rent

Den

sity

(J=A

/cm

2 ) x

10-

6

Field Emission (E=V/μ m)

Diamond

/Ti : 8.5V/μ m 0.0

圖2-4 Ti金屬上經鑽石粉研磨前處理後沉積之場發射量測分析圖

製程製作三電子極結構改善其場發射特性

三極結構中，閘極部分主要是利用磁控濺鍍機濺鍍系統與熱蒸鍍系統於指叉

式Mask圖案上製作，先後濺鍍上閘極絕緣層 ( Si3N4) 及閘極導電金屬層 ( Al ) 於奈米鑽石薄膜表面，其閘極絕緣層 ( Si3N4) 及閘極導電金屬層 ( Al ) 膜厚均為 100 nm，而閘極結構是由 Al/Si3N4/Nano-crystalline diamond film/Ti/Si 順序成功的製作。如圖2-6所示。

將欲量測之奈米鑽石薄膜放置於陰極，陽極則為透明導電薄膜 ITO，此陰陽極兩端之電壓電流是由 Keithley 237 所提供，而閘極電壓係由 Power supply提供，由 0 V 加至 30 V。陽極與陰極電位差為 1100 V，陰極至陽極的距離為 80 μm，陽極接收電子有效面積為 0.25 cm2，而場發射量測環境均操作於

高真空環境下。 61 10 torr−×由圖 2-7 所示為閘極外加電壓由 0 V ~ 30 V 情形下，所量測之三極場發射

電性分析圖及其 F-N 斜率曲線圖。由圖 2-7(a) 可得知，當無外加閘極電壓情況時，其起始電場 ( turn-on field 通常以 1μA/cm2定義為起始電場 ) 為 7.2 V/μm，隨著閘極電壓的增加，由 5 V 增加至 30 V時，起始電場由 6.8 V/μm 遞減至 5.3 V/μm。

Fowler-Nordheim 為判斷場發射的現象之一，將場發射曲線經由Fowler-Nordheim圖形曲線轉換可得到負斜率的部分，代表著電流瞬間大幅度增加所導致的現象，再利用 Fowler-Nordheim ( F-N ) 公式計算直線斜率

14

320.95Bb φ

β= ， (1/[電荷76.87 10B −= × 2．長度 1/2])，β是場增強因子 ( field

enhancement factor ) (cm-1)，ψ代表薄膜的功函數為 5 eV，因此，將公式中所求得之斜率值代入上式即可得知 β 值。此表示，在外加閘極電壓的幫助下，可達到有效降低起始電場及提高場增強因子的效果。圖2-8 為外加閘極電壓對應之起始電場與場增強因子分析比較圖，可由圖中觀察出，三極結構所外加之閘極電

壓，亦可有效改善場發射特性。

15

圖2-6 製作鑽石薄膜三極場發射結構SEM分析圖，(a) 鑽石薄膜沉積於Ti金屬之俯視圖 (b) 鑽石薄膜沉積於Ti金屬之側視圖 (c) 薄膜上方濺鍍絕緣層之側視圖

(d) 絕緣層上方濺鍍閘極金屬鋁之側視圖

17

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

350

300

250

200

150

100

50

Cur

rent

den

sity

(μA

/cm

-1)

E (V/d)

0 V ( 7.2 V/μm ) 5 V ( 6.8 V/μm ) 10 V ( 6.0 V/μm ) 20 V ( 5.7 V/μm ) 30 V ( 5.3 V/μm )

0

Gate Voltage

(a)

-24

-22

-20

-18

-16

-14

-12 0 V 5 V 10 V 20 V 30 V

24222018161412

ln(1

/E2 )

1/E (μm/V)10

(b) 圖2-7 鑽石薄膜三極結構之場發射量測分析圖，(a) 閘極電壓由0 V加至30 V之起

始電場分析 (b) 所對照之F-N圖。

18

0 10 20 305.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

Field enhancement factor

Electric field

Gate voltage (V)

E (V

/d)

0

200

400

600

800

1000

1200Field enhancem

ent factor, β

圖2-8 外加閘極電壓對應之起始電場與場增強因子分析比較圖。

19

第二階段：鑽石薄膜場發射顯示陣列之製作

傳統之顯示器陰極材料是利用加熱使金屬電子發射至真空中，然而這些陰極

材料擁有高耗能，且此陰極材料之尺寸無法縮小至微米結構，進而應用在平面顯

示器上。雖然現今之金屬陰極材料可製成微米結構，但其必須使用高電場強度來

取代加熱而使電子發射至真空中，且這些材料之可靠度與場發射電流密度是以其

幾何形狀及材料的特性為依據。故本階段所探討之電子場發射機制為金屬銅奈線

陣列鑽石結構，不像傳統之場發射機制，電子是經由足夠大的能量才能從金屬 (Mo, W) 及半導體材料 (Si) 之中穿隧出來，金屬-鑽石結構之設計就是為了改善其電子場發射特性。

本階段之金屬銅奈米線陣列結構是以直流電化學沉積法且電解液為硫酸銅

和硫酸之混合溶液，在室溫下於陽極氧化處理之氧化鋁模板(AAO)技術成長金屬銅奈米線在其孔洞中，圖3-1為利用AAO模板生長之奈米多孔洞性結構表面(a)和剖面(b)之FESEM圖，由圖中可看出每一孔洞直徑大約為50~80nm。而本節是利用陰極電弧在銅奈米線陣列基材上鍍奈米結構類鑽碳膜，並研究其電子場發射特

性之變化及原理的探討。製程條件為偏壓固定為-20V，電弧電流固定為80A，氬氣流量固定在40 sccm，類鑽碳膜厚度約為80 nm。圖3-2(a) 為銅奈米線陣列之FESEM剖面圖，由圖中所示每根銅奈線直徑為50~80 nm，結果顯示和孔洞的直徑大小相符合。圖3-2(b) 為銅奈米線陣列鍍上具有奈米針錐之類鑽碳膜後之FESEM頂視圖，由圖中仍可看出奈米線陣列的頂端。

奈米尖錐結構類鑽碳膜沉積在(a)銅奈米線陣列/Si基材上，與(b)Si基材上之AFM顯微結構影像如圖3-3 所示。就表面粗糙度而言，類鑽碳膜/銅奈米線/Si之結構為8.912nm比類鑽碳膜/Si之結構為1.075nm大了許多；再就深寬比而言前者為2.608比後者為0.6，綜合以上之比較結果可知，類鑽碳膜/銅奈米線/Si之結構可提高場增強因子(β)。

由於類鑽碳膜缺乏長程有序結構，故無法由X-ray 鑑定結構。拉曼光譜對於研究類鑽碳膜結構為一非破壞性且有效的工具，可利用高斯分解分析其特性峰值

位置(D band ,G band)、積分強度比(ID/IG)、面積比(AreaD/AreaG)以及半高寬(full width at half maximum, FWHM)。拉曼光譜是經常用於分析碳基材料之鍵結型態，G 峰之位置與C-C sp2 混成有關，類鑽碳膜/Si與類鑽碳膜/銅奈米線陣列/Si之拉曼分析分別如圖3-4與圖3-5所示。由於這二種結構的最上層都是奈米針錐結構的類鑽碳膜，所以由圖3-4與圖3-5中可獲得二者G 峰之位置都在1580cm-1的位置，不因其有無含有金屬銅奈米線而改變。基於上述之拉曼光譜研究，類鑽碳膜

之SP2鍵結型態不會隨著是否含有中間層金屬(CuNWs)而改變。但計算類類鑽膜中積分強度比 (ID/IG)、面積比 (AreaD/AreaG)以及半高寬 (full width at half maximum, FWHM)比例，如表3-1所示。兩種試片相比，可知沈積在銅奈米線/Si上類鑽石膜其內部相對較無次序，顯示其類鑽膜的純度較低。

20

為瞭解類鑽碳膜的性質，有必要對其結構與成分進行分析，圖3-6為典型類鑽碳膜的ESCA光譜。由圖中可以發現，類鑽碳膜的成分大部分為C組成，並含有少量O。而O元素的由來是因為類鑽碳膜表面極易吸附水氣，並不是因為鍍膜的成分裡有這兩種元素。由於兩者的表面都為類鑽碳膜所組成，因此其表面化學

成份應差距不大，所以就表面化學成份而言，對場發射的貢獻影響並不大。由實

際的ESCA(XPS)成分及鍵結形態分析兩者之sp3/(sp2+sp3)均為0.263，如圖3-7所示，符合推論。

圖3-8(a)為類鑽碳膜/Si與類鑽碳膜/銅奈米線/Si的電子場發射電流密度(J)與外加電場強度(F)之曲線，圖3-8 (b) 為F-N plots [log(I/E2)-1/E]。由圖3-8(a)可得知類鑽碳膜/銅奈米線/Si之起始電場強度為 4 V/mm，比較未含有奈米金屬線之類鑽碳膜，起始電場強度需約前者的4倍。

21

(a) (b)

100 nm 200 nm

圖3-1 AAO 模板的場發射掃瞄式電子顯微鏡之(a)表面形貌影像圖 (b)剖面影像

圖

圖3-2 銅奈米線鍍於AAO模板中的場發射掃瞄式電子顯微鏡之(a)剖面影像圖 (b)

表面形貌影像圖

200 nm

( )

200 nm

( )(d)(c)

22

(a) (b) 圖3-3 (a)類鑽碳膜鍍於銅奈米線之上的原子力顯微鏡影像圖與(b)類鑽碳膜之原

子力顯微鏡影像圖

圖3-4 類鑽碳膜/Si之拉曼分析

23

圖3-5 類鑽碳膜/銅奈米線/Si之拉曼分析

表3-1 類鑽碳膜/Si與類鑽碳膜/銅奈米線/Si之拉曼參數分析

24

圖3-6 類鑽碳之電子光譜化學成份分析(ESCA)示意圖

300 296 292 288 284 280 276

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Cou

nts

Binding Energy (eV)

C1s

SP2

SP3

Sp2 Satellite

圖3-7 類鑽碳膜/銅奈米線/Si之ESCA 分析

25

0 5 10 15 20 250.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Applied field strength (V/μm)

Cur

rent

den

sity

(mA

/cm

2 ) DLC/CuNWs/Si DLC/Si

(a)

(b)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

-18

-12

-6

ln(I

/E2 )

1/E

DLC/CuNWs/Si DLC/Si

圖3-8 類鑽碳膜/Si與類鑽碳膜/銅奈米線/Si之(a)場發射特電流密度-電場之特性

曲線與(b)F-N方程式分析

26

第三階段：鑽石薄膜場發射顯示陣列於氣體感測上之應用

離子氣體感測器就是在固定體積環境下，通入待測氣體，並施加直流電壓，

使感測材料產生離子化氣體介質擊穿 ( Dieelectric Breakdown )，即所謂的崩潰

現象。然而，不論是單元素氣體或者揮發性氣體都擁有獨特的崩潰電壓

( breakdown voltage )，當外加電場到達一定程度時，氣體分子將會被離子化，

進而達到感測目的。因此，便可藉由量測崩潰電壓來分辨氣體種類，而氣體濃

度則可由測量放電電流得知。本階段氣體感測量測方式，是將欲量測之奈米鑽

石薄膜放置於陰極，陽極則為透明導電薄膜 ITO，此陰陽極兩端之電壓電流是

由 Keithley 237 所提供，而閘極電壓係由 Power supply提供，固定在 30 V。

陽極與陰極電位差為 1100 V，陰極至陽極的距離為 80 μm，陽極接收電子有效

面積為 0.25 cm2，並利用通入氮氣、大氣、氧氣，改變其壓力，來觀察崩潰電

壓與氣體種類、氣體壓力在不同閘極金屬間距下的影響。

分別量測不同大氣、氮氣和氧氣濃度之電場對電流密度的關係圖，其感測

週期由 100 Torr、200 Torr、300 Torr、400 Torr、500 Torr、600 Torr、760 Torr。

圖 4-1 三種不同氣體在不同壓力下所對應的崩潰電場曲線圖，可觀察出大氣的

崩潰電場是呈現一較低的狀態，其次為氮氣，氧氣最高，是由於電子由薄膜表

面發射出來，由於外加高電場的效應，使電子會加速到達陽極接收端，因此電

子在到達陽極時，會與腔體中的氣體分子產生碰撞，使之產生氣體分子極化的

現象。圖 4-2 為三種氣體於不同壓力下之崩潰電場曲線比較圖。

( / )E F d q q V dε λ λ= × = × × = × ×

λ( 電子平均自由路徑 )、q ( 電子電荷 )、d ( 陽極與陰極間的距離 )、ε

( 電場 )，不同碰撞狀態需不同電子能量傳遞才可發生解離 ( 大氣游離能為 15

eV、氮氣為 14.5 eV、氧氣為 13.6 eV )，因此由於大氣的游離能最高，所以僅

需一小外加電壓即可到達崩潰游離，使其崩潰電壓較其他兩者氣體來的低。另

外，隨著大氣、氮氣和氧氣的濃度增加，其崩潰電場也亦隨之增加，是由於氣

體濃度增多，使得氣體分子的平均自由路徑變短，使之電子撞擊時需要更高的

電子動能，才能讓氣體分子產生游離崩潰，因而在高濃度時崩潰電場會增高的

緣故。

圖 4-3 為經量測大氣、氮氣和氧氣後之奈米鑽石薄膜表面形態。顯示出奈米鑽石薄膜嚴重地被破壞之，造成表面形成一小區塊的燒毀坑洞，尤其在感測

大氣後奈米鑽石薄膜破壞情形最為嚴重。

27

(a)

(b)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6

5

4

3

2

1

Cur

rent

den

sity

(mA

/cm

2 )

Electric field (V/μm)

100 torr 200 torr 300 torr 400 torr 500 torr 600 torr 760 torr

0

N2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9



6

5

4

3

2

1

Cur

rent

den

sity

(mA

/cm

2 )

0

Air

28

(c)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

3

Cur

rent

den

sity

(mA

/cm

2 )


O2


6

5

4

2

1

0

圖 4-1 閘極金屬間距為 0.5 mm 時，所量測之氣體感測特性 (a) 大氣 (b) 氮氣 (c) 氧氣

0 100 200 300 400 500 600 700 800456789

1011

O2N2El

ectr

ic fi

eld

(v/μ

m)

Pressure (torr)

Air N2 O2

Air

圖 4-2 閘極金屬間距為 0.5 mm 時，三種氣體在不同壓力條件下與崩潰電場的關係比較圖

29

(a) Air

(b)

N2

30

(c) O2

圖 4-3 閘極金屬間距為 0.5 mm，經由量測大氣、氮氣和氧氣後之奈米鑽石薄膜表面形態

31

參考文獻

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1992﹐p89.

32

計畫成果自評

研究內容與原計畫相符程度

本年度預定研究主要在於奈米鑽石光電顯示陣列之製作與其在氣體感測上

之應用之目的。第一部分，我們利用RF-sputter濺鍍系統，在Si基板上沉積金屬Ti。再進一步使用MPCVD化學氣相沉積法，製備奈米鑽石薄膜，並藉由控制不同之前處理方式，進而沉積不同之薄膜品質。再以SEM及Raman與ESCA分析，在不同條件下所成長之鑽石薄膜物理與化學特性上的羞異，再進一步製作出三極

場發射結構，利用外加閘極的方式，預期能有效地加速薄膜表面電子從陰極發射

至陽極接收端，期望能獲得高電流密度及低起始電場之三電子極場發射元件特

性。由場發射量測特性分析出，利用深埋金屬層之方式以及製作三極結構之方

式，與傳統二極式特性相比較，可有效提升電流密度以及降低起始電場之特性。

第二部分，於矽基材與銅奈米線(CuNWs)/矽基材 (其中銅奈米線係以陽極氧化鋁(AAO)模板技術成長於矽基材上) 沈積類鑽碳膜，並比較兩者之電子場發射行為。本研究先以SEM和AFM分析兩者之表面形貌及粗糙度、深寬比，並藉由拉曼(Raman)頻譜和表面化學(ESCA)成份分析探討類鑽碳膜/銅奈米線/Si與類鑽碳膜/Si兩者之結構和鍵結特性，最後再比較兩者之場發射特性。由實驗結果得知，經由製作陣列式結構，亦可提升類鑽碳膜在場發射上之特性，但其所製程製

備元件之時程相對也增加許多。第三部分，探討鑚石薄膜對氣體感測能力的研

究。方式乃將奈米鑽石薄膜或類鑚薄膜置放於陰極的位置，上面覆蓋一ITO玻璃或鋁板作為陽極，並使陽陰極間產生一間距，在兩極間施加高電壓，如此，ITO(陽極)與鑽石薄膜(陰極)會在間距內產生強大的電場，加速氣體崩潰(游離)的過程。經由實驗結果得知，利用改量之三極結構所量測之氣體感測特性，其所相對應之

氣體曲線呈現出近似於線性的特性，提升了於不同壓力下之氣體偵測能力。故整

體而言我們達到原計畫中百分之九十的相符程度。

達成預期目標情況

(1) 利用深埋式金屬層方式作為電子源，進而改善鑽石薄膜場發射之特性。

(2) 製作三電子極結構改善其場發射特性。 (3) 完成針對場發射體結構之改良，並探討分析非晶型鑽石/銅奈米線/矽

(diamond/Cu nanowires (CuNWs)/Si)合成結構，確實能有效改善場發射。

33

研究成果之學術或應用價值

我們以微波電漿化學氣象沈積系統成長奈米鑽石薄膜於選定之區域，並且嘗

試解釋成長結果，這使得我們對於奈米鑽石的成長機制更為清楚，在未來成長奈

米鑽石上的條件控制以及應用上會有極大的幫助。藉由奈米鑽石對不同氣體之電

特性及場發射特性量測分析，使我們對奈米鑽石薄膜與各種氣體之間的反應機

制，能有更進一步的瞭解。並藉由這個研究所得到的結果應用在各種氣體濃度監

控，提供一個靈敏更高、更方便、更省能源的氣體監測元件。且當前韓國、日、

美等先進國家均有國家級單位從事奈米鑽石薄膜之研究，足可見得奈米鑽石薄膜

之發展潛力。而本研究計畫無論是在學術研究上以及基本元件製作分析上皆極具

研究價值；此外奈米鑽石之電子激發光源與氣體感測技術的發展成功，預期將可

增進工業界顯示器及感測器開發能力，有效開發奈米顯示器及氣體感測元件，在

兩者之製作上有了一個突破性的新契機。

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出席國際會議報告

2008 年國際研討會 12th JOINT VACUUM CONFERENCE

10th EUROPEAN VACUUM CONFERENCE 7th ANNUAL MEETING OF THE GERMAN

VACUUM SOCIETY

黃柏仁

國立台灣科技大學電子系

（一）參加會議經過

2008 年國際研討會12th JOINT VACUUM CONFERENCE 10th EUROPEAN VACUUM CONFERENCE 7th ANNUAL MEETING OF THE GERMAN VACUUM SOCIETY 於九月二十二日至九月二十六日在匈牙利-布達佩斯舉行，本次由匈牙利及德國真空鍍膜協會主辦，本屆共有來至歐洲各地約二百篇投稿論文，大會邀請近200位學者做主題報告，並依論文特色與領域共分成6個主題 Regular Track: 含口頭報告與論文壁報，提供了學術研究、工業界和展覽公司的專家

在材料和奈米科學領域中的最新信息與可能發展的方向及突破。在五天的議程安排中，論文口頭報告與壁報發表會，總共包含 6 個

主題，與會者可依其興趣、專長選擇適合的場次聽講與發問。其中 6

個主題為：

（1）Vacuum Science & Technology，(VST)

（2）Surface Science (SS)，

（3）Surface Engineering (SE)，

（4）Plasma Science & Technique (PST)，

（5）Applied Surface Science (ASS)，

（6）Thin Film (TF)，

筆者於九月二十二日下午發表所著論文海報：“UNCD Electron

Emitters Using Si Nanorods as a Template”和九月二十五日下午發

表論文海報GAS DISCHARGE SENSOR USING

NANOCRYSTALLINE DIAMOND CATHODE。

於整個參加會議期間，欣逢歐洲各專業領域學者，更可感覺到台

灣學術界在此領域的有一定程度的參與度。與會期間亦認識歐洲的學

者，不但領受學術之交流，亦感覺到主辦單位籌備之用心，讓每位參

與者皆有賓至如歸之感覺。

（二）與會心得

2008 年國際研討會12th JOINT VACUUM CONFERENCE 10th

EUROPEAN VACUUM CONFERENCE 7th ANNUAL MEETING OF

THE GERMAN VACUUM SOCIETY 是一件歐洲的重要會議，由真

空鍍膜協會主辦整個研討會可說盛況空前，集合歐洲眾多極優秀真空

鍍膜方面的人才，對於從事材料與奈米科學相關研究的學者而言，今

年的參與可獲得最新信息。整體而言、此會議所包含的研究領域廣

泛、論文內容豐富，是一場非常值得參加的國際會議。筆者今年參加

此會議，獲得不少研究相關的知識，對於知識的擴展、領域的專精等

方面更是受益良多，並完成國際學術交流之目的。此外，由每年來自

世界各國參與學者及所發表的論文總數而言，在材料科學領域中的研

究成果，台灣可說是有一席之地，在國際間已經享有聲譽，足以證明

政府在此領域的投資與努力。較為可惜地是，此次研討會可能因為舉

辦地點在東歐，路途較遠，又機票較為昂貴，台灣僅有兩位相關領域

之研究人員參與，期望將來國科會能有較為充裕之補助，以免將來相

關會議無台灣學者或研究人員參加，錯失宣傳台灣研究成果之機會。

（三）攜回資料名稱及內容

本次會議所有的論文皆收錄在報到時大會所給與的論文摘要

紙本，參加者可了解整個議程內容與列印所需之論文。筆者所攜回之

資料為：論文集摘要一本以供後續研究參考。

附件：發表論文海報共兩篇。

1.

政院國家科學委員會專題研究計畫...

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