點一下就成「晶」─奈米矽晶
- 上線日期：2009/2/16 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
由於具有應用在奈米電子、光電與生物科技的潛力，矽奈米微晶(nanocrystal)的製造越顯重要。矽奈米微晶通常是利用電化學方式將矽塊材蝕刻成多孔矽(porous silicon, P-Si)，然而如何在準確的位置上製造奈米晶體或製作有序排列的圖形仍然是一大挑戰。
捷克科學院物理研究所的Bohuslav Rezek等人，巧妙地利用矽可以由無序非晶態轉換為晶體態的特性，來製作奈米矽晶。由於非晶矽薄膜可以沉積在任意基板上，長晶完後再將非晶矽薄膜加熱，便能讓矽重新結晶，此方法常被用來製造大面積電子元件，如顯示器與太陽電池。
沉積非晶矽之前，研究人員先在玻璃基板上鍍一層金屬(鎳)薄膜，並以原子力顯微鏡(AFM)的針尖施加局部電場，以促進室溫下的結晶速度。其中的困難之處在於將電流精確控制在0.1至10 nA的範圍內，以避免因介電介電擊穿( dielectric breakdown)而損壞薄膜結構，同時與將受影響的區域面積降至最小，該小組為此採用了特製的電路，使結晶過程較平穩，並將電場影響範圍降至100 nm以下。
該小組還利用AFM探針本身準確的定位能力，製作出奈米微晶的微小矩陣，將每個晶粒都嵌入奈米級的孔洞中。在定電壓下，隨著AFM探針掃過陣列中每個奈米微晶體，測量各點的對應電流值，便可得到微晶陣列的形貌圖。
Rezek等人相信這項技術將有助於光電元件中的矽奈米微晶的製造與奈米級定位，能在非晶矽中產生結晶的路徑，或製作化學與資料儲存所需的奈米井(nanowell)。該小組將進一步研究的議題包括：如何藉由膜厚最佳化將影響範圍降至最小、能量傳輸率、電流大小、探針針尖負載力、探針材質及外在環境條件等參數。詳見Nanotechnology 20 045302 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/37421
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
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