奈米磷化銦之合成與特性鑑定

Abstract

三五（III-V）族半導體具有共價性鍵結比二六（II-VI）族的離子性鍵結更強、毒性較低的優點。磷化銦的激子半徑大(15 nm)且具有共價性鍵結和直接能隙之電子結構，因此其奈米晶粒被期望呈現更顯著的量子效應。 本研究使用四種製程以合成奈米磷化銦，且利用X光繞射圖譜、X光能譜分析儀、掃描式電子顯微鏡（或穿透式電子顯微鏡）、紫外光-可見光吸收光譜圖和光激發光光譜圖比較各產物品質之優劣。上述四種製程均可成功合成立方之奈米磷化銦，但是固態置換法和水熱法所得之產物粒徑不均勻且呈現聚集，故此兩種方法遠不及去鹵素矽化合成法。去鹵素矽化反應又因搭配配位性與非配位性溶劑作包覆試劑分兩種製程。雖然上述兩製程皆可合成奈米磷化銦，但以配位性溶劑為包覆劑之製程，產物可測得紫外光-可見光吸收和光激發光光譜圖，故為較佳之方法。此外本研究將鎵摻雜於磷化銦當中，由其紫外-可見光吸收光譜與光激發光光譜和元素分析數據，證明可成功合成(In,Ga)P 奈米粒子。 綜上所述，本論文已建立一系列合成磷化銦之方法，亦成功合成(In,Ga)P奈米材料，後續的研究將深入探討上述奈米材料在光電電池、螢光生物標定、發光二極體、量子點雷射等應用之潛力。