Browsing by Author "Yang, Kun-Hua"

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    利用原子力顯微術探討二硫化鉬表面的奈米摩擦伏特效應
    (2025) 楊焜華; Yang, Kun-Hua
    本研究利用原子力顯微鏡（AFM）探討二硫化鉬（MoS₂）與鉑（Pt）探針接觸下的摩擦伏特效應（Tribovoltaic Effect），並分析不同探針所施正向力、二硫化鉬層數、實驗時的溫濕度對局部摩擦伏特電流的影響。首先，我們透過赫茲接觸模型推估實驗中探針與二硫化鉬表面的接觸面積，以及因正向力造成的垂直方向的壓縮量與，作為後續摩擦伏特電流變異分析的物理基礎。隨正向力增加，我們觀察到摩擦伏特電流隨之上升。這主要歸因於正向力提升導致探針與樣品間的接觸面積擴大，增加了界面區域內電子–電洞對的激發機會。同時，壓縮作用促使二硫化鉬表面產生更高的機械變形與應力集中，進一步降低肖特基能障（Schottky Barrier, SSB），提高載子的激發與分離效率，從而使摩擦伏特電流隨正向力增加而增大。我們進一步的研究顯示，樣品不同區域在相同正向力下會呈現正電流、負電流或無明顯電流的行為，反映出二硫化鉬表面態密度、缺陷及局部PN型變異造成的電子性質的非均勻性。克氏表面電位顯微鏡(Kelvin probe force microscopy, KPFM) 的量測進一步驗證了樣品表面接觸電位（contact potential difference CPD）分佈的不均勻性。 此外，隨二硫化鉬層數增加，其能隙轉增加機械剛性上升對電流表現產生影響，溫度提升則提高費米能階與載子激發效率，溫度梯度形成的熱電勢，這些因子都會對摩擦電流產生影響。本研究系統性地揭示了多因素交互作用下摩擦伏特效應的行為特徵，並提供理解界面能量轉換與電荷分離機制的重要依據，對於未來摩擦能量收集器件的設計具有參考價值。