奈米材料科技暨尖端化工科技發(fā)表會(huì)

1、奈米材料科技暨尖端化工科技發(fā)表會(huì),光電/陶瓷材料教授研究現(xiàn)況,光電/陶瓷材料,洪昭南吳季珍高振豐陳進(jìn)成鍾賢龍,電漿實(shí)驗(yàn)室A Dream Makes a Team,教授 洪昭南專長(zhǎng)/ 研究領(lǐng)域電漿技術(shù)、光電薄膜與元件、微機(jī)電、真空鍍膜技術(shù)、薄膜材料、金屬及陶瓷材料研究主題1.光電與耐磨耗奈米晶體複合薄膜之研究2.類鑽碳3.有機(jī)發(fā)光二極體4.中空陰極電弧放電5.微放電陣列式常壓均勻冷電漿之開(kāi)發(fā)及應(yīng)用6.鑽石薄

2、膜,1.光電與耐磨耗奈米晶體複合薄膜之研究 本實(shí)驗(yàn)室在研究中，已逐步的探討奈米晶體析出的機(jī)構(gòu)並發(fā)表於期刊(Appl. Phys. Lett. 82(20), 3526 (2003))。在發(fā)光元件的研究方面，亦利用感應(yīng)耦合式電漿系統(tǒng)輔助電子槍蒸鍍系統(tǒng)進(jìn)行非晶質(zhì)氮化矽基質(zhì)包覆矽奈米晶體的研究。,2.類鑽碳 類鑽碳(Diamond-Like Carbon ,DLC) 膜具有和鑽石相近的特性，嚴(yán)格區(qū)分可分為兩種，一為真正的類鑽

3、碳膜，膜內(nèi)不含氫或只是含極少的氫原子，我們稱之為非晶質(zhì)類鑽碳膜。已開(kāi)發(fā)應(yīng)用之技術(shù):模具、切削工具、光學(xué)鏡片、電腦資料儲(chǔ)存。封裝、生醫(yī)材料、化學(xué)藥品貯存。,3.有機(jī)發(fā)光二極體 屬於自體發(fā)光固態(tài)元件，具有(1)低操作電壓(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕薄(3)自體發(fā)光，非利用光調(diào)變顯示(4)高亮度、效率(5)易達(dá)成全彩化顯示，等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室目前的研究有(1)電極材料開(kāi)發(fā)與改質(zhì)(2)元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(3)相關(guān)製程開(kāi)發(fā)(4)相關(guān)光化學(xué)機(jī)制探討,,4.中

4、空陰極電弧放電本實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)之技術(shù)具有下列優(yōu)越特點(diǎn)： 高密度電漿、無(wú)微粒產(chǎn)生機(jī)制、設(shè)備簡(jiǎn)單、儀器成本較低、高能量離子源；應(yīng)用方面有成長(zhǎng)不含氫之類鑽碳膜或鑽石薄膜、成長(zhǎng)奈米複合材料、奈米碳管及奈米鑽石薄膜、快速表面清潔處理及薄膜退鍍、可開(kāi)發(fā)超音速離子束，並用於表面平整化處理、清潔、離子植入及低溫薄膜成長(zhǎng)。,5.微放電陣列式常壓均勻冷電漿 本實(shí)驗(yàn)室所開(kāi)發(fā)的常壓電漿技術(shù)屬微放電陣列式冷電漿，係針對(duì)電極設(shè)計(jì)，配合高頻率低電壓電源以

5、獲得高均勻性高電漿密度電漿，本實(shí)驗(yàn)室目前正積極開(kāi)發(fā)在合成碳微結(jié)構(gòu)材料、鍍膜、蝕刻及表面處理上的應(yīng)用。,6.鑽石薄膜 鑽石具有許多優(yōu)異的物性以及化性，本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有成長(zhǎng)鑽石薄膜之技術(shù)（1）高成核密度 （2）低溫成長(zhǎng)鑽石薄膜（3）成長(zhǎng)出高品質(zhì)及高平整度之鑽石,尖端奈米材料實(shí)驗(yàn)室Advanced Nanomaterials Laboratory一維半導(dǎo)體奈米材料One-Dimensional Semiconductor Nanos

6、tructures,主持人: 吳季珍 助理教授E-mail: wujj@mail.ncku.edu.tw,Nov. 08, 2003成功大學(xué)化工系研究成果發(fā)表會(huì),Why 1-D semiconductor nanostructures?Fundamental studiesThe roles of orderliness, dimensionality and size on physical propertiesApplic

7、ationsNanoelectronicsFunctional, nanostructured materials,Motivation,SiNW complementary inverters-like structure,Samsung, Korea4.5 in. SWNTs-FED,A MWNT tip attached to a silicon cantilever tip,Fabrication of 1-D Semic

8、onductor Nanostructures,A) Direction by an anisotropic crystallographic structure of a solid; B) Confinement by a liquid droplet as in the vapor-liquid-solid process; C) direction through the use of a template; D) Kineti

9、cs control provided by a capping reagent; E) Self assembly of 0D nanostructures; F) Size reduction of a 1D microstructure.,Y. Xia et al.,Adv. Mater. 15, 353, 2003,,,1-D Nanostructures@ Advanced Nanomaterials Lab.CHE.NCKU

10、,ZnO Nanotubes(APL, 2002),ZnO Nanorods(Adv. Mater. & JPCB, 2002),nc-Si/SiOx Composite Nanorods(Adv. Mater., 2002),GaN Nanowires (VLS)(JPCB, 2002),Ga2O3 Nanowires (VLS),TiO2 Nanorods,Physical Properties of the ZnO

11、 Based Nanorods,Room-Temperature Ferromagnetism in Well-Aligned Zn1-xCoxO Nanorods,Band Gap Engineering of Zn1-xMgxO Nanorods,高振豐實(shí)驗(yàn)室,精密陶瓷及特殊材料之合成、性質(zhì)及其應(yīng)用之研究 鈦(矽)酸鈣、鍶、鋇之各種製程及光、電、化學(xué)性質(zhì)的研究 鋰離子電池之研究 高導(dǎo)電性化合物之合成及其性質(zhì)研究 燃料電池

12、之設(shè)計(jì)及增進(jìn)效率之研究 高價(jià)值之有機(jī)物的合成、電化學(xué)工程及應(yīng)用電化學(xué)之研究,,金屬及合金之腐蝕及防蝕 工業(yè)廢水及廢氣處理及污染防治 空氣廢氣中，氮氧化物感測(cè)器之製作及偵測(cè) 石油中萃取芳香烴之研究,相變化及核凝實(shí)驗(yàn)室,陳進(jìn)成 C.C.ChenE-mail：ccchen@mail.ncku.edu.tw,核凝現(xiàn)象及奈米微粒製備,在一般相變化過(guò)程中，成核現(xiàn)象是一個(gè)很重要的關(guān)鍵。成核情形會(huì)決定相變化產(chǎn)生與否；在自然界普遍存在如：雲(yún)、

13、霧、雪…等之形成。在工業(yè)界上如結(jié)晶、發(fā)泡、粉末製造、廢氣汙染防治…等皆涉及成核現(xiàn)循。此研究主要是探討（1）固體微粒要在多大的過(guò)飽和度下方能成為凝結(jié)核，產(chǎn)生非均勻相核凝現(xiàn)象？（2）目前之核凝理論之預(yù)測(cè)值是否正確？過(guò)去此方面之,,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)相當(dāng)少，故尚無(wú)肯定之理論。本研究以電噴霧法製備奈米微粒並以流動(dòng)型雲(yún)霧室來(lái)探討一系列帶電及中性奈米微粒所引起之非均勻相核凝機(jī)構(gòu)。此實(shí)驗(yàn)所得據(jù)可增進(jìn)過(guò)此核凝現(xiàn)象之了解及印証現(xiàn)有理論之正確定性。同時(shí)藉比較正負(fù)電

14、荷之差異，更可深入探討奈米微粒分子間作用力之微觀現(xiàn)象。而利用電噴霧法將榕液噴出，在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下，期望噴出的液滴只含有一顆奈米微粒。當(dāng)包覆於固體外的液體揮發(fā)後，即可得到奈米微粒。由電噴霧所得到的奈米微?？勺龆喾矫娴膽?yīng)用。,,半導(dǎo)體發(fā)光板,由於LED（發(fā)光二極體）比傳統(tǒng)照明設(shè)備能夠節(jié)省能源，是未來(lái)人照明設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。因此以電噴霧法製半導(dǎo)體奈米粒子薄膜，期望能開(kāi)發(fā)低成本製程以及高發(fā)光效率之發(fā)光源。,,相變型光碟材料研究,相變型光碟及記錄

15、原理是利用材料的結(jié)晶態(tài)與非結(jié)晶態(tài)之間的反射率差異做為記錄資訊的方法。利用真空共蒸鍍製備合金記錄薄膜，以探討熱處理溫度與時(shí)間對(duì)薄膜結(jié)晶情形影響；再利用雷射表面處理及熱傳模擬探討碟片性質(zhì)。,半導(dǎo)體式氣體感測(cè)器,為了因應(yīng)人們對(duì)於生命安全與生活品質(zhì)的要求及工業(yè)科技的發(fā)展，感測(cè)器的重要性益趨重要。近年來(lái)，發(fā)展最廣泛的是以金屬氧化物為材料所製備而成的”半導(dǎo)體式氣體感測(cè)器”。此一類型的感測(cè)器具有相當(dāng)大的比表面積因此可得到較高的感測(cè)度、質(zhì)輕且體積小、耐

16、熱性及抗腐蝕性佳，感測(cè)元件的製作並可結(jié)合積體電路的相關(guān)技術(shù)，製作成本亦可因此降低。,高性能材料合成與製程實(shí)驗(yàn)室LABORATORIES FOR ADVANCED MATERIALS SYNTHESIS AND PROCESSING（LAMSAP）,鍾賢龍 教授 Shyan-Lung Chung Email： slchung@mail.ncku.edu.tw,本實(shí)驗(yàn)室自行開(kāi)發(fā)之氮化鋁生產(chǎn)技術(shù),氮化鋁為電子應(yīng)用材料中十分

17、熱門(mén)的材料，其商業(yè)應(yīng)用的潛力源自於其擁有良好的電絕緣性，高的熱傳導(dǎo)係數(shù)（室溫之理論熱傳導(dǎo)為320 W/mk，目前市售之氮化鋁燒結(jié)體其熱傳導(dǎo)值為80-260 W/mk），低熱膨脹係數(shù)（與矽值接近），低介電常數(shù)與高介電強(qiáng)度。因此氮化鋁可應(yīng)用於移除矽晶片廢熱之元件開(kāi)發(fā)。其應(yīng)用包括：（1）高功率電子電路基板、heat sinks；（2）射頻構(gòu)裝與微波構(gòu)裝之絕緣層/基板材料；（3）半導(dǎo)體製程設(shè)備之electrostatic chuck（ESC）、

18、heater；（4）盛裝高溫熔鹽（carbonate eutectic mixtures, chlorides與cryolite等）或熔融金屬（Cu, Li, Ur, ferrous alloys等）之坩堝；（5）氮化鋁/高分子複合材料（die attach adhesives, EMC, thermal greases, thermal dissipation pads）；（6）氮化鋁/金屬複合材料等。,,,多年前即從事於以燃燒合成法

19、合成氮化鋁之製程開(kāi)發(fā)，在不斷地創(chuàng)新與改良當(dāng)中，最近開(kāi)發(fā)出一種新製程 (專利申請(qǐng)中)，此技術(shù)主要是將鋁粉倒入一鋁製容器內(nèi)，再將此鋁製容器置入充滿氮?dú)猓?-3 atm）之反應(yīng)器內(nèi)，於反應(yīng)物頂部進(jìn)行加熱，當(dāng)頂部反應(yīng)物引燃後，隨即將加熱源關(guān)閉，利用反應(yīng)本身所放出之熱量提供其鄰近反應(yīng)物所需之熱能。該反應(yīng)特色為此鋁製容器會(huì)同時(shí)反應(yīng)成氮化鋁，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.9 %以上，反應(yīng)時(shí)間短（30 kg AlN/batch整體反應(yīng)時(shí)間為~2hrs）且燃燒產(chǎn)物

20、為一多孔疏鬆結(jié)構(gòu)，故研磨效率高，由於此法係採(cǎi)用鋁粉為反應(yīng)物，原料成本低，能源需求亦較小，加上製程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)過(guò)程快速與可大量生產(chǎn)，因此極具商業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。,(a)氮化鋁粉體巨觀圖,(b)氮化鋁SEM圖,本法製造之氮化鋁粉體（D50：1.8 um；Oxygen content：1.1wt%）,應(yīng)用本技術(shù)製造之氮化鋁粉製成EMC試片之性質(zhì)披覆矽氧烷（GPS）之氮化鋁粉進(jìn)行封裝材料測(cè)試資料硬化時(shí)間

21、 30 min硬化溫度 175 ℃ 熱傳導(dǎo)值 12 W/MK（傳統(tǒng)EMC：2 W/MK）介電常數(shù)（RT,1 MHz） 6.34 氮