學位論文
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Item 二維材料二硫化鈮表面結構與電性初探(2022) 黃祺翔; Huang, Chi-Hsiang二硫化鈮是屬於金屬性二維材料中的過度金屬二硫族化物，雖然理論學家已經對於二硫化鈮有許多報導，但在奈米級的表面相關影像卻非常少，可能源自於對二硫化鈮表面掃描時要取得清晰的影像並不容易，需要有相當的掃描經驗與對掃描影像的後續處理才能取得較清晰的二硫化鈮奈米級表面。本篇實驗透過掃描穿隧式電子顯微鏡觀察二硫化鈮機械剝離前後與曝氧5到40分鐘的表面缺陷並分析以及使用掃描穿隧能譜功能量測其不同狀態下的電性變化。觀察到隨著曝氧時間增長二硫化鈮表面上的暗點和亮點缺陷有變大的趨勢，至於在費米能階附近的電阻會隨著與氣體接觸而上升，而正負偏壓下會逐漸回到如機械剝離前的狀態。Item 利用掃描穿隧顯微鏡探討在硒化銦上未氧化表面和氧化表面之介面接合處的電子特性(2018) 羅子嘉; Luo, Zih-Jia硒化銦在其表面氧化後，會與塊材產生PN接面(PN junction)。當光子入射至PN接面時，會產生電子電洞對且會因為空乏區產生的內建電場而分離，促使光伏特效應(photovoltaic effect)產生的功率提升。且硒化銦備受關注的一點是其氧化表面可以透過調控氧化因素來改變光反應(photo responsivity)，且有研究表示光反應會隨著氧化程度上升，所以硒化銦很有潛力做為光探測器(photo dectector)。 硒化銦的表面形貌和電性都非常容易受到氧化影響。在氧化後硒化銦表面形貌會變得較粗糙而電性表現上會呈現更N-type的行為且能隙更大。當硒化銦氧化到達一定程度後其表面最終會生成三氧化二銦。就此形成硒化銦和三氧化二銦的異質結構(heterostructure)。根據其他巨觀的量測推測硒化銦和其表面的氧化層間會有載子轉移的現象。 為了證實上面的論述，本研究是由掃描穿隧顯微鏡探討二維層狀半導體材料硒化銦表面經過機械剝離法處理前後所形成之介面接合處(interface junction)所發生的電子特性改變的現象。並進一步從掃描穿隧能譜的曲線分析微觀尺度下呈現出介面接合處有載子轉移現象，此現象為氧化層抓走底下硒化銦塊材的電子,並且氧化層內的電洞會填補到硒化銦裡。Item 利用掃描穿隧顯微鏡探測在二硫化鉬上表面缺陷的電子特性(2016) 張子韋; Chang, Tzu-Wei在N型半導體，缺陷通常扮演著捕捉電子的角色，因為其表面缺陷的能態大部分落在能隙中，導致導帶電子會掉到缺陷的表面能態裡，也就是電子被捕捉了，所以N型半導體在表面上都是電子空乏的。然而根據文獻指出，在N型半導體中也有些特例如InN，其表面的缺陷能態會提供電子出來，因缺陷的表面態位於導帶之上，導致缺陷的電子就提供到材料表面，所以表面更為導電，造成電子聚集在表面的現象，稱為表面載子累積，此現象進而影響到表面的電導率。由研究指出，在二硫化鉬厚度減少的情況下，電導率上升，雖然在電導值的量測上已經有一些相關的證據，但還是缺乏了一個直接的證據，說明缺陷的能態密度是對表面有影響的。因此，本實驗利用掃描穿隧顯微鏡，直接觀察於表面缺陷的電子特性，並透過機械剝離法，探討缺陷能態密度的變化。本實驗量測結果發現，在靠近導帶的dI/dV曲線特徵峰值，主要由鉬的懸鍵上的未配對電子所貢獻，而另一靠近價帶的dI/dV曲線，較微弱的特徵峰值是由硫缺所貢獻，在機械剝離法後發現，硫缺的能態密度會因為氧氣分子的吸收進而降低能態密度。