簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林砡君
論文名稱: 覆銠、銥於鎢針上產生的皺化行為及其相關研究
The faceting structures and related issues on Rh and Ir covered W tips
指導教授: 傅祖怡
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 皺化單元子針尖
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:157下載:18
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 覆銠、銥於鎢針上產生的皺化行為及其相關研究
    摘要:
    在覆銠、銥於鎢針的皺化行為中,我們以場離子顯微鏡探究其成長模式,發現此兩種系統皆能產生兩種類型的單原子針尖,分別為類型一的1.3.10…結構及類型二的1.6.15…結構。藉由多次重複成長,統計兩種結構的出現機率分佈,可發現覆銠鎢針的系統中1.3.10與1.6.15結構的活化能差ΔEa=0.08eV、束縛位的能量差值ΔEb=0.064eV;覆銥鎢針的系統中1.3.10與1.6.15結構的活化能差ΔEa=0.05eV、束縛位的能量差值ΔEb=0.14eV。
    此外,在覆銥鎢針的系統實驗中,我們於退火溫度1029K時可觀察到雙金字塔的現象,經由逐層場蒸發及硬球模型對照可推知在體心立方結構的{221}面上亦有另一金字塔的產生。
    最後,合比較覆鈀、鉑、銠、銥鎢針所成長的單原子針尖所具有的共同現象,及分析其間的差異性,以供不同使用的需求做最適當的運用。

    The faceting structures and related issues on Rh and Ir covered W tips
    Abstract
    The faceting structures of Rh and Ir covered W tips are observed by field ion microscope. Two kinds of the single atom pyramidal tips are found for both of the Rh and Ir covered W tips. One we named type I , which the top three layers are constituted with 1, 3, and 10 atoms. The other we named type II , which constituted with 1, 6, and 15 atoms for the top three layers. To get the energy state of two kinds pyramidal tips, the appearance probability distribution are counted by repeated observing and annealing. The difference of activation barriers and binding energy of these two types are determined to be 0.08eV and 0.064eV for Rh covered single atom tip, and 0.05eV and 0.14eV for Ir covered single atom tip. Additionally, we found the double pyramidal structure on Ir covered W tip at 1029K. This new pyramid is sited on W{221} facet. Finally, we conclude the common phenomenon for Pd, Pt, Rh and Ir covered W single atom pyramidal tips and compare their different characters to provide users’ proper choice for different purposes.

    目錄 摘要 第一章 緒論 1 1-1探究金字塔成長結構的動機 1 1-2單原子針尖的優勢 2 1-3場離子顯微鏡的優勢 3 第二章 實驗原理及方法 2-1實驗原理 4 2-2實驗方法 6 第三章 實驗儀器與裝置 9 3-1場離子顯微鏡(FIM)的裝置 9 1、真空系統 9 2、成像系統 10 (1) 樣品的製備 10 (2) 樣品的清潔 11 (3) 成像氣體 11 (4) 影像亮度放大電路 12 (5) 影像的記錄 13 3、高電壓源 13 4、低溫裝置 14 5、蒸鍍裝置 14 3-2 FIM的工作原理 15 1、場離子化的機制 15 2、場蒸發與場退吸附機制 20 (1) 前言 20 (2) 原理 20 3-3影像說明 22 第四章 實驗結果與討論 27 4-1成長兩種類型的鎢{211}皺化結構 27 1、覆銠於鎢針上的單原子針尖成長 27 2、覆銥於鎢針上的單原子針尖成長 30 4-2兩種{211}皺化結構的能量差異 32 1、實驗證明 32 (1) 統計覆銠於鎢針的兩種{211}皺化結構出現 次序及數量 32 (2) 統計覆銥於鎢針的兩種{211}皺化結構出現 次序及數量 38 2、理論說明 44 4-3 特殊現象-雙金字塔 46 4-4單原子針尖的特性 51 1、偽晶結構(pseudomorphic structure) 51 2、外覆加鍍原子,內包鎢原子 53 3、經長時期間斷亦可立即修復 54 4、損壞後修復性高 55 5、加鍍原子不足的金字塔成長 56 6、成長溫度的條件隨針的半徑而改變 57 7、場發射 57 4-5覆鈀、鉑、銠、銥於鎢{111}面的金字塔成長之合比較59 第五章 結論 63 5-1成長兩種類型的單原子針尖 63 5-2覆銥鎢針的雙金字塔現象 63 5-3單原子針尖的特性及應用性 63 5-4合比較覆鈀、鉑、銠、銥於鎢{111}面成長的單原子針尖的不同使用優勢 64 參考資料 65

    參考資料

    [1] Hans-Werner Fink, IBM J. Res. Develop. 30, 460 (1986)
    [2] Tsu-Yi Fu, Lung-Chieh Cheng, C.-H. Nien and Tien T. Tsong, Phys. Rev. B 64, 113401
    [3]吳俊毅, 國立台灣師範大學碩士論文, 單原子尖度金字塔形鎢針的結構與應用之研究
    [4] C. Oshima, K. Mastuda, T. Kona, Y. Mogami, M. Komaki, Y. Murata and T. Yamashita, Phys. Rev. Lett. 88, 038301-1~038301-4 (2002)
    [5] Hans-Werner Fink, Werner Stocker and Heinz Schmid, Phys. Rev. Lett. 65, 1204 (1990)
    [6] Hong-Shi Kuo, Ing-Shouh Hwang, Tsu-Yi Fu, Jun-Yi Wu, Che-Cheng and Tien T. Tsong, Nano Lett. 4, 2379-2382 (2004)
    [7] Vu Thien Binh and S.T. Purcell,Appl. Phys. Lett. 111, 157-164 (1997)
    [8] K. Nagaoka, H. Fujii,K. Matsuda, M. Komaki, Y. Murata, C. Oshima and T. Sakurai, Appl. Sur. Sci. 182, 12-19 (2001)
    [9] Russell D. Young, Phys. Rev. 113, 110 (1959)
    [10] J. G. Che, C. T. Chan, C. H. Kuo, and T. C. Leung, Phys. Rev. Lett. 79, 4230 (1997)
    [11] M. Weinert et al., Phys. Rev. B 39, 12585 (1989)
    [12] See, e.g., Theory of the Inhomogeneous Electron Gas, edited by N. H. March and S. Lundqvist (Plenum, New York, 1983), and references therein; L. Hedin and B. I. Lundqvist, J. Phys. C 4,2064 (1971)
    [13] C. H. Nien, T. E. Madey, Y. W. Tai, T. C. Leung, J. G. Che and C. T. Chan, Phys. Rev. B 59, 10335 (1999)
    [14] T. E. Madey, C. H. Nien, K. Pelhos, J. J. Kolodziej, I. M. Abdelrehim and H. S. Tao, Sur. Sci. 438, 191-206 (1999)
    [15] Jie Guan, Robert A. Campbell and T. E. Madey, Sur. Sci. 341, 311-327 (1995)
    [16] Kalman Pelhos, I. M. Abdelrehim, C. H. Nien and T. E. Madey, J. Phys. Chem. B 105, 3708-3717 (2001)
    [17] J. J. Kolodziej and T. E. Madey, Phys. Rev. B 65, 075413-1~075413-12 (2002)
    [18] S.T. Purcell, Vu Thien Binh and P Thevenard, Nanotechnology 12, 168-172 (2001)
    [19] Field Ion Microscopy Principles and Applications, edited by E. W. Muller and T. T. Tsong
    [20] A. Lukaszewski and A. Szczepkowicz, Vacuum 54, 67-71 (1999)
    [21] J. G. Che, C. T. Chan, C. H. Kuo, and T. C. Leung, Phy. Rev. Lett. 79, 4230 (1997)
    [22] C. H. Nien and T. E. Madey, Sur. Sci. Lett. 380, L527~L532 (1997)
    [23] S. P. Chen, Sur. Sci. Lett. 274, L619-L626 (1992)
    [24] G. L. Kellogg, Sur. Sci. Rep. 21, 1-88 (1994)
    [25] Introduction to Solid State Physics, edited by Charles Kittel
    [26] S. C. Wang and Gert Eherlich, Sur. Sci. 206, 451-474 (1988)
    [27] C. Z. Dong, S. M. Shivaprasad, K. J. Song and T. E. Madey, J. Chem. Phys. 99, 9172 (1993)
    [28] A. Szczepkowicz and A. Ciszewski, Sur. Sci. 515, 441-452 (2002)
    [29] Sang-Mun Oh, Seong Jin Koh,Kentaro Kyuno and Gert Ehrlich, Phys. Rev. Lett. 88, 236102-1~236102-4 (2002)
    [30] Sang-Mun Oh, Seong Jin Koh,Kentaro Kyuno and Gert Ehrlich, Phys. Rev. B 66, 233406-1~233406-4 (2002)
    [31] J. G. Che, K. M. Zhang, and X. D. Xie, Sur. Sci 472, 179-186 (2001)

    QR CODE