奈米製作與量測專題

影 (顯) 像式 X 光光電子能譜顯微術的原理及應用 [ 下載 PDF ]

許瑤真, 魏德新

國家同步輻射研究中心所建構的軟 X 光影像式光電子能譜顯微實驗站，具有 90 nm 的空間鑑別能力，100 meV 的能譜解析能力。結合第三代同步輻射光源的高亮度特性、可調變光子能量 (60 – 1200 V)、以及可調變的光偏振 (圓／線／橢圓偏振) 等特性，使得影 (顯) 像式光電子能譜顯微鏡在探討磁性薄膜、有機分子薄膜上的微區化學組成、電子或磁性結構上，成為一項強而有力的工具。

鑑別染色原理在掃描探針顯微技術上的應用 [ 下載 PDF ]

謝明峰, 林登松

由於掃描探針顯微鏡的快速發展，清楚地看到一顆顆的原子並非難事。但是在晶體或薄膜表面上含有多種不同原子的複雜系統中，要能判別影像上每個原子種類就常常很困難。而首先提出將微生物學中常使用於光學顯微鏡搭配染色技術來進行觀測的方法應用在掃描探針顯微鏡上，將選用的適當原子當作染劑，成功地使影像上不同種類原子顯現對比，解決一些複雜表面的物理機制問題。我們相信這種「鑑別染色」原理確實可以被廣泛應用於所有的掃描探針顯微技術上。

利用掃描式沾水筆探針微影技術研製奈米級分子層薄膜結構 [ 下載 PDF ]

吳家豪, 許鉦宗

奈米科技已然成為本世紀前期重要的主導核心技術，而在眾多先進研發技術中，掃描式探針微影術種類繁多且已成為發展奈米科技不可或缺的工具。本研究乃是利用掃描式沾水筆探針微影技術藉著空氣中水分子當媒介，直接在矽質晶片上進行奈米級分子層結構圖案的微影塗佈。在此種方式中探針就像一隻筆，而分子層溶液就如同墨水一般，除了傳統墨水圖形化之外，目前的研發技術已能將 3-胺基丙烷三甲氧基矽線寬精準地控制在 60 – 70 nm 之間，同時奈米金顆粒亦能選擇性沉積於該圖形上。

奈米孔洞材料之物理吸脫附分析 [ 下載 PDF ]

楊家銘

奈米孔洞材料在各應用領域之重要性與日俱增，而氣體吸脫附分析儀是對於此類材料之孔洞特性鑑定方法中最普遍的技術。配合適當之數據分析，此技術可用來分析各種不同孔徑大小 (從 0.5 奈米至 100 奈米) 之奈米孔洞材料。本文針對氣體吸脫附分析技術之原理與測量方式進行介紹，另外亦闡明幾種常用以計算孔面積、孔徑大小與微孔量等孔洞特性之數據分析方法。

光激發螢光量測的原理、架構及應用 [ 下載 PDF ]

謝嘉民, 賴一凡, 林永昌, 枋志堯

光激螢光分析可快速又可靠的得到材料中之能階結構以及載子躍遷行為，是一個有力又無破壞的分析技術。藉由分析光激發螢光資料，可以由光譜中的特徵得知材料的摻雜雜質種類、能隙大小、化合物中的組成成分，或是奈米材料中之奈米量子點的尺寸、載子傳輸路徑與生命週期等重要訊息，同時可以光激發螢光結果作為材料結構、成分與品質的判斷依據，為奈米材料發展上之一關鍵量測技術。本文著重於光激螢光分析之原理、設備架構以及螢光激發光譜、共焦顯微影像與顯微光激螢光譜、時間解析光譜測量等應用之介紹。

掃描探針顯微術於光電檢測之機制 [ 下載 PDF ]

林宇軒, 蘇健穎, 潘漢昌, 蕭銘華

掃描探針顯微術於奈米表面檢測技術佔有關鍵性地位，是產業界與學術界頗受重視的檢測分析技術之一。掃描探針顯微術具備原子級解析度，同時可檢測材料表面光學、電學、磁學與力學等多種微觀特性。其中掃描近場光學顯微術突破了傳統光學繞射極限的解析限制，而導電性原子力顯微術則提供表面電性的統計分析，無論在物理、化學、材料科學與生物等領域都有廣泛的應用。本文將介紹由國家實驗研究院儀器科技研究中心自行改裝自一般原子力顯微儀的這兩項技術及其基本原理、系統架設與應用。

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以電子顯微鏡為基礎之電子束曝光機的改裝與應用 [ 下載 PDF ]

陳啟東, 吳憲昌

曝光及成像是奈米結構製程中的一項關鍵技術。在新元件研發過程中，往往希望能在短時間內不需光罩就可以作成奈米結構，電子束曝光技術提供了一套很適合這目的的解決方案。以電子顯微鏡改裝成的簡易電子束曝光機在性能上雖比不上設計精良的專業化電子束曝光機，但在很多情況下可以符合研發工作的要求，可說是經濟實用的方案。在這篇文章中，筆者簡單的介紹了電子束微影的技術，也敘述了我們改裝電子顯微鏡的經驗及需注意的關鍵技術。

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電子能量損失分析技術於奈米尺度材料之分析應用 [ 下載 PDF ]

黃榮潭, 羅聖全, 顏精一, 蔡錦盛, 江正誠, 開執中, 陳福榮

結合場發射穿透式電子顯微鏡之高空間解析度與能量過濾器可擷取二維空間能量分布影像之特性，配合量測技術之研發，利用連續影像能譜建立微區材料三維空間之性質分布影像圖。透過函數轉換及訊號處理之分析理論，並利用函數卷積及最大熵等訊號處理技術，可改善影像能譜之能量解析率至 0.1 eV 以內的超高解析度。之後以系列二維空間能量分布影像所擷取之材料二維空間的能量損失能譜，解析低能量損失能譜中所含的材料介電函數及能帶間隙。

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利用核磁共振光譜自動化決定蛋白質在水溶液中的三度空間結構 [ 下載 PDF ]

林意然, Peter Güntert

藥物設計的主要基礎之一是了解生物大分子結構與功能之間的關係，三度空間結構扮演一個關鍵的角色，因為結構的知識對於了解一種蛋白質的物理、化學及生物的特性是必須的。直到最近，以 NMR 決定蛋白質結構仍然是一項辛苦的工作，對於每一種新的蛋白質結構，光譜學家都得花上數個月到幾年的時間，其實很多耗時的工作，像是光譜的分析，都可藉由自動化的計算系統更有效率地完成。本文將簡介一個自動化 NMR 蛋白質結構計算的方法，CYANA，以及如何利用此方法決定蛋白質的三度空間結構。