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一步驟常壓微電漿法合成氧化石墨烯包覆銀奈米粒子負載於中孔洞沸石材料以應用於小分子的表面增強拉曼檢測
(2023) 賴玟均; Lai, Wen-Chun
本研究以電漿法方式改善原先以化學法合成銀奈米粒子於孔洞上負載量低的問題，利用電漿形成高濃度活性自由基的存在下，幫助在同樣具有自由基的MZNs上還原銀奈米粒子，並促進了有機配子石墨烯化的發生，合成奈米銀-氧化石墨烯-沸石複合材料(Ag-GO@MZNs)。與過去使用化學法相比，銀的附載量有大於50倍的顯著提升(0.550 wt%29.20 wt%)，進而使藥物感測有低於100倍的檢測濃度(25000 ppm250 ppm)。電漿法具有簡單合成的的優勢，省去過去實驗室先以化學氣相沉積法在高溫（825°С）氬氣環境下裂解乙烯生成氧化石墨烯後，再以還原劑合成銀奈米粒子，電漿法以一步驟同時生長氧化石墨烯包覆銀奈米粒子。目前已成功應用於咖啡包中主要的毒品成分檢測，可測得10 ppm 下的mephedrone，未來將積極投入結合自動化技術分離尿液中濫用藥物同時作SERS偵測，作為第一現場藥物檢測應用。
一維結構硫化鋅奈米線生長機制及其衍生異質結構光學特性之探討
(2018) 陳合瑩; Chen, Ho-Ying
在本篇研究中，藉由本實驗室過去研究的合成方法，利用單源先驅物進行溶液-固體-固體法（SSS method）及磊晶生長（epitaxial growth），調控不同之合成溫度（120-200 °C）及合成時間，合成出筆直的一維硫化鋅半導體奈米線。並透過穿透式電子顯微鏡（TEM）及高解析穿透式電子顯微鏡（HRTEM）觀測奈米線的形貌、直徑分布及晶相組成，利用X光繞射技術（XRD）及X光近緣吸收光譜（XANES）與延伸X光吸收精細結構（EXAFS）來分析奈米線的晶粒變化與原子在空間位置上的改變，綜合各項技術來探討奈米線在不同溫度下，不同反應時間所對應之反應機制，並提出奈米線生長機制之模型，進而調控奈米線生長之形貌。對硫化鋅奈米線進行進一步的合成，可合成出硫化鋅-硫化鎘異質半導體奈米線，藉由引入較低能障（band gap）的硫化鎘，生成type-II半導體的奈米結構，使用穿透式電子顯微鏡及元素分布分析（EDS mapping）技術觀測其形貌與元素組成，並藉由紫外可見光吸收光譜（UV-Vis absorption）、光致螢光光譜（PL）ヽ螢光激光光譜（PLE）來分析異質奈米線的電子結構，最後與單光子計數系統（TCSPC）所得到的生命週期（lifetime）數據進行比對，進而解釋異質結構中電荷分離之分離路徑。
中孔洞氧化石墨烯奈米粒子表面吸附大氣中之氧氣及水氣在光譜上的影響及應用
(2024) 王少妘; Wang, Shao-Yun
本研究利用中孔洞氧化石墨烯奈米粒子 (Mesoporous graphene oxide nanoparticles, MGNs) 表面吸附氧氣與水氣，探討在光照下與表面吸附氣體之相互作用。MGNs表面存在碳自由基，並在照光後透過單線氧捕捉劑 (1,3-Diphenylisobenzofuran, DPBF) 證實其可以作為一個光敏劑，在照光後具有與氧氣能量交換的能力，並產生單線態氧 (Singlet state oxygen, 1O2)。此外，利用MGNs的中孔洞特性吸附水氣，結合表面類似於氧化石墨烯具有光熱轉換的能力，進行水吸附與脫附的循環。我們採用化學氣相沉積法，於高溫 (825 °С) 下裂解乙烯，成功在中孔洞沸石奈米粒子 (Mesoporous zeolite nanoparticles, MZNs) 表面形成了類似氧化石墨烯的碳層，並具有碳自由基及親水性官能基。經過高溫處理後，孔洞材料仍保持中孔 (3–8 nm) 及微孔 (<1.5 nm) 的特性，以及具有高比表面積 (800–900 m2/g)。MGNs展現出強大的光吸收能力以及在近紅外光 (1000–2500 nm) 範圍內的發光特性。基於這些特點，MGNs可以作為光動力療法 (Photodynamic therapy, PDT) 中的光敏劑，提供新穎且有吸引力的治療方法，同時還可作為光熱材料，解決水資源短缺危機。為了解決MGNs團聚的問題，我們在MZNs表面修飾上聚乙二醇，利用空間斥力讓材料能夠均勻分散。而後，選擇MZNs複合銀奈米粒子，因為銀奈米粒子本身也具有特殊的光化學特性。我們加入銀前驅物並且利用大氣壓微電漿法，有效促進了銀的還原，使分散性之孔洞材料同時具有產生活性氧物質的能力。最終，得到了複合材料Ag@s-PEG-MZNs，為生物醫學領域發展出新的可能性。
中孔洞沸石奈米粒子之鋰修飾以及石墨化之合成、鑑定及應用
(2019) 張云柔; Chang, Yun-Jou
本實驗室研發之自組裝合成法，可生成具有中孔及微孔洞結構的沸石奈米粒子。其高比表面積（800－900 m2/g）、規則中孔洞（5－6 nm）、高結晶性所產生之微孔的性質（< 1 nm），可有效提高其水熱穩定性，並應用於空間限制的載體以及催化等用途。透過有機鋰試劑修飾過程，可使奈米粒子具有捕捉二氧化碳的能力，所產生的碳酸鋰被有效限制於在中孔洞內，並達到循環利用的效果。透過一步驟的化學氣相沉積反應，並以乙烯氣體做為碳源、直接裂解於沸石表面上，生成單層及數層之氧化石墨烯並維持原中孔洞形貌。經由拉曼光譜、X光光電子能譜、螢光光譜、紫外光－可見光吸收光譜、X光粉末繞射等鑑定，證實其組成結構為中孔洞氧化石墨烯－沸石複合奈米粒子。改質後的奈米粒子，表面可大量吸附有機染料及金屬離子，氧化石墨烯中的自由基並可誘發類芬頓反應，以有效催化有機物之分解。
中孔洞複合材料應用於電化學與拉曼感測器
(2020) 李宜蓁; Lee, Yi-Chen
本研究以類史托伯方法 (Stöber method) 藉由沸石晶種與界面活性劑在40度下自組裝形成中孔洞沸石奈米粒子 (MZNs)。這種以沸石為組成的奈米粒子具有高結晶性所產生之微孔性質，同時具備耐高溫及水氣之性質。MZNs具有高比表面積 (SBET > 800 m2/g）與大孔徑 (~5 nm）能同時作為硬模板，用於限制銀奈米粒子之生長能有效作為表面拉曼增強 (SERS) 的基材，將所合成的中孔洞奈米銀複合材料 (Ag@MZNs) 負載到晶片上製成簡易型SERS感測晶片，能夠有效進行10-1 M可多普洛菲 (Ketoprofen) 等濫用藥物之檢測。本研究另一個材料為合成中孔洞氧化石墨烯奈米粒子 (MGNs)，此材料負載於高比表面積 (SBET > 800 m2/g) 之MZNs上，經由高溫乙烯處理石墨烯化，表面沉積類氧化石墨烯 (GO) 使其具有半導體特性，可浸塗於網印碳電極 (SPCE) 上進行電化學感測10 mM易氧化之人體精神分子，成為多巴胺電化學檢測時的理想選擇，透過修飾MGNs增強電極的靈敏度，讓MGNs@SPCE能有效應用於檢測微量多巴胺。
二維中孔硒化鎘半導體材料合成、結構解析與應用
(2020) 李尉賑; Lee, Wei-Chen
本研究成功製備具中孔洞性的有機無機混合材料，用於光催化水分解及染料降解。此材料為二維單層奈米片其組成為CdSe(en)0.5 (en: H2NCH2CH2NH2)，藉由硫化鈉 (0.1M-0.3 M) 在暗處與照光下進行結構中Se, N取代反應，發生科肯德爾效應 (Kirkendall effect) 以達化學修飾法之目的，並產生2-8 nm之中孔洞。此高表面積 (30-60 m2/g) 之中孔洞材料，可有效進行水分解產氫 (HER) 及染料降解等光催化反應，發現硫取代比例影響其催化活性，並以元素分析 (EA, ICP-OES)、電子顯微鏡、X光吸收與繞射技術 (XAS, XRD) 進行奈米材料結構及性質分析，探討其催化活性增強之因素。另一方面藉由路易斯酸 (氯化鐵、氯化銦) 進行CdSe(en)0.5改質，透過路易斯酸與CdSe(en)0.5中en的胺基配位，使材料結晶結構由Pbca空間群轉變為纖鋅礦結構，形成多層二維無機材料，並透過元素分析、電子顯微鏡、X光吸收與繞射技術 (XAS, XRD) 進行材料結構轉變解析
二維有機-無機混成半導體中的自旋極化光致放光光譜
(2023) 江秉益; Jiang, Ping-Yi
在本研究中透過合成一系列具備強量子侷限的II-VI族的有機-無機層狀奈米片。奈米片本身為兩個原子厚度的無機層，並將各個無機單層透過雙牙基胺配體以共價鍵互相連接，配體亦可作為介電絕緣層將將電子限制於平面內。吸收光譜中觀察到的吸收出現巨大的藍移以及C3v的對稱性為二維形貌的固有性質。透過摻雜過渡金屬我們在材料中引入與摻雜雜質的自旋-軌道相互作用以及額外的光學活性，在C3v的對稱性下材料理論上會因為簡併性被打破進而產生更大的賽曼分裂，錳本身特殊的自旋躍遷機制以及長半生期的磷光放光都使摻雜錳的寬帶系半導體在低溫下以及在磁場中出現特殊的磁光現象，我們透過與物理系合作嘗試了解這些現象，並透過光學元件的設計，嘗試探討這些現象背後的作用的機制。
二維結構稀磁性硒化鎘奈米片之合成、鑑定與應用
(2017) 徐晟智; Hsu, Sheng-Chih
在本論文中，我們摻雜過渡金屬元素（錳、釓、釩及鎳）於二維結構硒化鎘奈米材料中，並探討其合成、結構、光學特性、磁性及產氫應用。利用乙二胺合成出高結晶性之二維奈米片材料，其中雙牙基用來橋接硒化鎘之單層結構，同時在合成步驟中加入具未成對電子之金屬前驅物，能形成奈米級稀磁性半導體。透過穿透式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、紫外-可見光光譜儀、螢光光譜儀、X光粉末繞射儀、X光吸收光譜-延伸區精細結構、電子順磁共振光譜儀、超導量子干涉磁量儀等儀器，除鑑定二維稀磁性硒化鎘之形貌、光學性質、晶體結構、化學配位環境、原子位置、磁性等特性，同時比較其光催化分解水效率，來瞭解半導體中摻雜金屬對電荷分離之影響。
以中孔氧化石墨烯奈米粒子結合表面輔助雷射游離/脫附檢測精神活性物質
(2023) 陳鴻博; Chen, Hong-Po
本研究以中孔氧化石墨烯奈米粒子 (mesoporous graphene oxide nanoparticles, MGNs) 作為新型奈米基質，結合表面輔助雷射游離脫附 (surface-assisted laser desorption/ionization, SALDI) 技術檢測精神活性物質，提升表面質譜檢測之再現性及低荷質比區間 (m/z 100-500) 背景干擾問題。類似於中孔洞沸石奈米粒子 (MZNs) 具有高比表面積 (>900 m2/g) 及孔洞 (5-6 nm) 之高孔容 (≈1 mL/g) 具有優異的吸附藥物能力，MGNs表面因具有氧化石墨烯的強吸光性 (200-900 nm) 及近紅外放光 (1000-2500 nm) 特性，具有優異的光熱轉換效率提供精神活性物質游離/脫附之能量。對照兩種有機酸-基質龍膽酸 (2,5-Dihydroxybenzoic acid, DHB) 、α-氰基-4-羥基肉桂酸 (α-cyano-4-hydroxycinnamic acid, α-CHCA) 和商業化氧化石墨烯 (GO) 檢測精神活性物質的質譜結果，MGNs偵測濃度已達到法規濃度 (50 ppb) 等級且具有更低的背景訊號，且對於真實樣品之定量誤差值小於10%。此外，透過結合自動化技術分離尿液與咖啡包檢體，有望達到即時輔助臨床檢測進行毒癮即時檢測及防治。
以中孔沸石限制硫化銀奈米粒子及氧化石墨烯之合成、鑑定與應用
(2017) 戴子鈞; Dai, Zih-Jyun
本研究以矽晶圓表面之中孔洞沸石薄膜，做為生長奈米結構的重要基材，並利用中孔洞來限制銀奈米粒子大小，及其整齊排列孔洞做為氧化石墨烯均勻沉積的生長環境，以達到製備複合材料與相關應用。第一部份首先討論中孔洞沸石「表面矽烷化改質」對吸附不同電性銀源的影響。將吸附完銀源的中孔洞沸石粒子（MZN）進行銀化合物的奈米粒子生長，並經由電子顯微鏡、氮氣吸脫附和X光繞射光譜，對孔洞結構及奈米粒子大小進行分析鑑定。找出最佳化條件、並於中孔洞沸石薄膜（MZTF）上負載高密度的奈米粒子陣列，接續以Solution-Solid-Solid（SSS）法催化生長半導體奈米線。第二部份為使用中孔洞沸石薄膜，以化學氣相沉積法於其表面生長氧化石墨烯（GO），經由拉曼光譜、電子顯微鏡、氮氣吸脫附和X光繞射光譜進行結構鑑定，証實中孔洞沸石薄膜的導電度提升兩個級數，並功證實有石墨稀增強拉曼散射（GERS）的特性。
以中孔洞沸石負載高密度銀奈米粒子之合成、鑑定及應用
(2019) 陳思婷; Chen, Szu-Ting
本研究利用本實驗室所開發之中孔洞沸石奈米粒子（MZNs）及其薄膜（MZTFs）材料作為載體，以改變其表面電荷成功吸附負電荷之銀前驅物，並調整各項實驗參數，以調控奈米銀粒子之粒徑及負載量，找到奈米銀粒子尺寸限制之最佳化條件，而提升奈米銀粒子於中孔矽材之填充率。在研究鑑定上，我們利用電子顯微鏡、X光能量色散光譜、界達電位分析、紫外-可見光吸收光譜、氣體等溫吸脫附以及X光粉末繞射、掠角X光散射、拉曼散射光譜以分析孔洞結構及奈米銀粒子。並且將此中孔洞奈米銀複合材料（Ag@MZNs）應用於表面拉曼增強效應（surface enhanced Raman spectroscopy，SERS）偵測羅丹名6G（Rhodamine 6G）染料分子，利用拉散光譜成功偵測R6G染料濃度至10-9 M，證實了本研究所合成之中孔洞奈米銀複合材料同時具有限制奈米銀粒子之生長並且能夠有效應用於SERS之偵測以提升拉曼散射訊號。
以中孔洞沸石負載高密度銀銅奈米粒子之合成、鑑定及應用
(2018) 陳郁霖; Chen, Yu-Lin
本研究利用介面活性劑自組裝行為形成微胞，再以沸石晶種共聚形成具中孔洞形貌的中孔沸石奈米粒子（MZNs）。我們以MZNs 作為基材，利用其中孔洞之空間侷限性，合成具固定尺寸之銀及銅奈米粒子，並進一步以此金屬觸媒催化生長硫化鋅奈米線以及氧化石墨烯。藉由配位基置換對奈米粒子進行表面改質，利用靜電力相吸的原理讓金屬錯離子附載在中孔洞沸石材料上。我們經由電子顯微鏡、氣體等溫吸脫附和X 光繞射光譜，對孔洞結構及奈米粒大小進行分析鑑定，接續以Solution-Solid-Solid（SSS）法催化生長硫化鋅奈米線。銦錫氧化物上生長中孔洞垂直沸石薄膜後，使用電化學方法還原金屬在中孔洞內，合成出具有表面電漿共振效應的奈米金屬陣列，並用於發展具表面增強拉曼技術之新穎奈米材料。
以化學氣相沉積合成生長錳摻雜鈣鈦礦奈米粒子及其於中孔洞沸石中之限制生長
(2021) 傅宇謙; Fu, Yu-Cian
本研究以高表面積（SBET > 800 m2 / g）的中孔沸石奈米粒子（mesoporous zeolite nanoparticles, MZNs）做為基材，於高溫下（700-900°C）溴化鉛與溴化銫為前驅物進行化學氣相沉積（chemical vapor deposition, CVD）反應，合成中孔洞限制的CsPbBr3/Cs4PrBr6的鈣鈦礦（pervoskite）奈米粒子。鈣鈦礦奈米粒子大小可以藉由前驅物比例及溫度改變加以調控，其電子結構及型貌利用紫外-可見光譜儀、螢光光譜儀、X-光繞射及穿透式電子顯微鏡佐證。合成過程中引入鎂離子及具有未成對電子的錳離子，使摻雜之鈣鈦礦奈米粒子放光具有不同波長，其結構組成、電子結構及自旋特性，以感應偶合電漿質譜、X光繞射光譜、螢光光譜及電子順磁共振光譜儀證實。此外，使用具半導體特性的中孔氧化石墨烯奈米粒子（mesoporous graphene-oxide nanoparticles, MGNs）做為基材時，可有效增進電荷分離效率，於照光下可使二氧化碳還原成一氧化碳，並以紫外-可見光譜儀及螢光光譜佐證其電子結構之變化。無機鈣鈦礦材料具良好的發光及催化效能，未來欲結合中孔洞薄膜材料之生長，生長具大氣穩定之太陽能轉換材料，提供異質結構於中孔洞沸石材料上限制生長之研究。
以化學氣相沉積法合成負載於中孔洞之鈣鈦礦材料應用於光催化二氧化碳還原
(2023) 陳睿彣; Chen, Jui-Wen
本研究以化學氣相沉積法結合中孔洞及碳材，在高溫反應 (700-900°C)下及不同反應時間(10-90 分鐘)，將具有空氣及水氣敏感之鈣鈦礦結構附載於中孔洞材料中，並調控生長CsPbBr3/Cs4PbBr6異質結構，並且研究空氣及抽真空對於異質結構發光之影響。為避免孔洞外生長所造成鈣鈦礦氧化、水解等副反應，本研究利用高溫裂解界面活性劑或乙烯氣體以生長表面碳材(2.5-5 mmol/g SiO2)，不僅將鈣鈦礦前驅物有效沉積，並同步生長及保護鈣鈦礦奈米粒子，經由X光繞射實驗及謝樂擬合經驗式證實奈米粒子 (<2 nm)包覆於複合材料中。此複合材料經由紫光 (405 nm)照射後，原鈣鈦礦螢光強度粹滅18倍，顯示其具有電荷分離效果。在二氧化碳還原實驗中，我們利用即時反應偵測氫氣、甲烷及一氧化碳生成，同時優化二氧化碳流速 (10-50 sccm)對於殘留空氣及反應時間 (0-6小時)之影響，比較三種孔洞載體 (MZNs、Ar-MZNs、MGNs)在不同溫度 (700-900oC)負載鈣鈦礦材料進行二氧化碳還原反應。其中以乙烯裂解產生之MGNs在UV光(365 nm)下具有最佳的催化效率，其中氫氣、甲烷及一氧化碳的產生量較初始值提升13.3 %、14.7 %、10.0 %，此結果回應上述螢光淬滅之實驗結果，同時也說明氣相沉積法合成中孔洞-鈣鈦礦複合材料應用於光催化二氧化碳可行性。
以溶劑裂解合成中孔洞氧化石墨烯及其摻雜之應用
(2022) 簡佑珊; Chien, Yu-Shan
本研究以溶劑熱裂解法生長氧化石墨烯於中孔洞沸石表面，並利用酸性官能基調控並催化氧化石墨烯之生成。使用高比表面積（800-900 m2/g）、同時具中孔（5-6 nm）及微孔（<1 nm）的沸石奈米粒子（MZNs）作為生長模板及催化劑，比較化學氣相沉積法在高溫（825°С）氬氣環境下乙烯及四氫呋喃裂解的效應。沸石表面之布洛酸性位點及微孔結構的空間限制效應可生成穩定的碳自由基，所合成出中孔洞氧化石墨烯奈米粒子（MGNs）不僅可作為光致類芬頓反應催化劑有效降解有機染料，並可塗布於網印碳電極（SPCE）上，利用碘摻雜及預還原的方式調控在電化學中的感測。溶劑熱裂解法具有經濟碳源優勢、可大量合成及多樣選擇性且避免錳汙染、板模移除等優勢，並符合綠色化學原則中衍生物減少、降解設計及低毒性的溶劑選擇，為孔洞碳材提供便利合成、有效降解及電化學檢測之應用。
以硼氫化鈉活化備製錳摻雜硒化鎘團簇物及鑑定
(2021) 黃國綸; Huang, Guo-Lun
本研究第一部份利用過去魔術尺寸硒化鎘奈米團簇物之合成方式，並以元素硒粉末代替價格昂貴的硒脲作為合成之前驅物在室溫下進行合成，透過紫外光-可見光譜儀、X光粉末繞射儀、元素分析以及固態核磁共振光譜儀，證實其同樣為雙生團簇物之結構。後續引入具有未成對電子的過度金屬錳離子，作為光學與磁性之改質，藉由穿透式電子顯微鏡、X光粉末繞射、可見光光譜儀、螢光光譜儀、X光吸收光譜延伸精細結構、電子順磁共振光譜儀、超導量子干涉儀以及磁圓偏振二色性光譜，確認形貌、晶體與電子結構、化學配位環境、未成對電子的存在，並探討錳摻雜之奈米團簇物之磁性性質與磁光性質的改變。我們在錳摻雜之奈米團簇物觀察到了反鐵磁性，在第二部分以高表面積之中孔洞沸石奈米粒子 (mesoporous zeolite nanoparticles, MZNs) 做為硬模板，在吸附[(CdSe)13]2限制奈米團簇物生長的同時，也試著分散具有磁性錳離子，藉由孔洞材料高介電的性質，改善錳-錳之間自旋的耦合作用。此外，中孔氧化石墨烯奈米粒子 (mesoporous graphene-oxide nanoparticles, MGNs) 做為模板時可增進導電性，未來欲結合中孔洞薄膜材料的生長，進行鑑定探討及討探索於稀磁性半導體之應用可能性。
以錳摻雜單層二維結構硒化鎘半導體之合成、鑑定及應用
(2019) 李祺; Li Chi
本論文有兩個研究方向。第一個主題為探討不同濃度錳摻雜之單層二維硒化鎘奈米片，層與層之間利用乙二胺作為有機配位基，化學實驗式為MnxCd1-xSe(en)0.5。半導體之合成方法採用過去本實驗室發展的溶劑熱條件，以硼氫化鈉還原硒粉來取代價格昂貴的硒脲，做為硒的前驅物，並與欲摻雜金屬離子前驅物合成出MnxCd1-xSe(en)0.5 (x=0.5-7.7 %) 之單層二維膠體奈米片。透過場發射掃描穿透式球差修正電子顯微鏡、感應耦合電漿質譜分析儀、紫外光-可見光光譜儀、螢光光譜儀、磷光生命週期光譜儀、X光粉末繞射儀、X光吸收光譜延伸區精細結構、電子順磁共振光譜儀、磁圓偏振二色性光譜等儀器，鑑定錳摻雜後奈米片所產生的結構變化、磷光性質、電子順磁共振及磁光效應，並做進一步的探討及在稀磁性半導體之應用價值。本研究的第二個主題探討錳摻雜二維奈米片MnxCd1-xSe(en)0.5，經由雷射誘發所產生之放光現象。以低於能隙 (2.85 eV) 之雷射光源，可經由雙光子吸收來激發單層二維奈米片的不同放光，並利用時間相關單光子計數系統及磷光光譜儀，比較以氙燈光源所產生之不同電子躍遷路徑，並以其放光強度及生命週期做為區分。此材料不僅可被低於能隙能量之雷射所激發，其放光機制亦驗證單層二維奈米片在光子上轉換、及二維量子發光體中的反聚束效應之可能性。
具半導體特性之複合中孔薄膜之合成、鑑定及應用
(2018) 張學仁; Chang, Hsueh-Jen
　　本研究利用三組成界面活性劑於溶液中自組裝形成微胞，並於矽晶片基板表面排列而形成的模板，在加入沸石晶種後，於模板周圍聚合生成具有中孔洞結構的沸石薄膜。分別透過界面活性劑組成調整、矽晶片表面處理以及沸石晶種的調控等，有效優化中孔洞沸石薄膜的形貌。並通過電子顯微鏡以及低略角X光散射來觀察中孔洞沸石薄膜的形貌以及結構。中孔洞沸石薄膜具有高度整齊排列、垂直於基板的中孔道結構，孔徑大小約為6-8 nm，於矽晶片表面具有極高的覆蓋率。得益於中孔道沸石薄膜的沸石組成以及中孔形貌，中孔道沸石薄膜在作為空間限制的載體以及催化等方面具有各種用途。　　而通過簡單的化學氣相沉積過程，在不需添加任何額外的催化劑下，乙烯氣體能夠直接於此中孔洞沸石材料表面裂解，在不破壞中孔道結構、不堵塞孔洞的情況下生成石墨烯氧化物並包覆形成中孔洞氧化石墨烯–沸石複合材料。經由拉曼光譜以及X光光電子能譜進行材料組成鑑定確認其石墨烯氧化物的組成。藉由合成溫度、碳源以及降溫程序等製程上的調控，有效優化中孔道氧化石墨烯–沸石複合薄膜的合成，將原本中孔道沸石薄膜的導電度提升兩個級數以上，並大大增加了其在電化學方面的應用。
合成錳摻雜硒化鎘團簇物負載碳材的鑑定
(2023) 丁可彧; Ting, Ko-Yu
本研究第一部份透過元素硒粉末代替價格昂貴的硒脲作為改良硒前驅物合成魔術尺寸硒化鎘奈米團簇物((CdSe)13 MSCs)，透過紫外光-可見光譜儀、X光粉末繞射、感應耦合電漿放射光譜、元素分析、紅外光譜、固態核磁共振光譜、DFT理論計算等，證實其同樣為(CdSe)13 MSCs，亦發現與原方法不同地方，替換前驅物後，表面配體由單純胺基組成胺基與醋酸根共配位，並由DFT計算出較大的放熱焓輔佐確認醋酸根增強了反應穩定性。之後皆引入具有未成對電子的二價錳離子以提供比對，透過X光粉末繞射、紫外光-可見光光譜、螢光光譜、感應耦合電漿放射光譜、X光吸收光譜延伸精細結構，得知硒粉合成具較高的錳有效摻雜(最高有效摻雜濃度可達13.5%)、放光強度。第二部份將錳摻雜(CdSe)13 MSCs之光學性質進行延伸，之後測量反射式光致發光光譜並在反覆填滿/阻隔大氣下測量放光性質之差異，揭示氧氣對錳放光進行暫時性干擾而下降，再除去氧氣後會上升，形成可逆的螢光猝滅趨勢，以探討磷光性質半導體對氣體傳感之應用可能。第三部份以氧化石墨烯作為生長模板，一來限制(CdSe)13 MSC均勻生長，二來使錳離子能夠有效分散，以X光粉末繞射、紫外光-可見光光譜得知透過螢光光譜、磷光半生期光譜、電子順磁共振光譜儀、電化學儀鑑定，得知將錳離子之光生載流子轉移至GO以抑制電子電洞複合(PL-lifetime、EIS)降低阻抗，導致螢光猝滅並且產生強電流響應，期望尋找半導體複合材料之應用可能性。
探討配體對有機-無機二維鈣鈦礦發光之影響
(2022) 賴信甫; Lai, Hsin-Fu
本研究成功以配體輔助再沉澱法 (ligand-assisted reprecipitation, LARP) 於低溫 (<100 ℃) 合成二維有機-無機鈣鈦礦。引入短碳鏈之乙二胺陽離子 (ethylenediammonium) 作為無機層間之橋接配體，改變合成溫度及反溶劑組合，優化奈米片生長條件，限制奈米片生長。添加與胺類配子形成氫鍵之極性溶劑，提升奈米片之結晶度。使用穿透式電子顯微鏡與高解析粉末X光繞射鑑定二維形貌與晶體結構，此鈣鈦礦半導體之層間距小於1 nm (約0.8 Å)，具有強量子侷限效應，表現出極寬之能隙 (約 3.6 eV) 與紫光範圍之螢光 (約392 nm)。經由紅外光譜與擬合X光光電子能譜發現存在多種氮鍵結與鉛氧化態。此有機-無機鈣鈦礦結構在室溫二維螢光光譜能夠表現出多組螢光，其機制係透過激子-聲子耦誘導自陷激子態 (STE) ，調控電子或能量轉移的途徑。另一方面，質子化胺類配體的存在不僅提供了連接相鄰無機層之強作用力，且能與結構中之鉛元素進行光反應。透過元素分析與熱重分析證實結構中之鉛元素具產氫之光催化能力。原子級厚度之二維有機無機鈣鈦礦不僅有良好的光學性質，組成結構之氫鍵作用力提供研究能量轉移的新方法。未來可以做為摻雜具未成對電子過渡金屬之基質，寬能隙能容納更多自旋量子態，發展量子光學或光催化反應之應用。