學位論文
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Item 利用超快雷射製程製備石墨烯結構元件應用氣體偵測之研究(2022) 周承穎; Chou, Cheng-Ying本研究旨在利用超快雷射(Ultrafast laser)製程技術於石墨烯薄膜 (Graphene thin films)上製作電極與結構元件(Devices)，並將其應用於氣體偵測(Gas detection)，透過超快雷射製程成型薄膜表面與結構，進行製程參數的建置與分析，以利評估後續透過超快雷射製程於偵測元件的可行性。在超快雷射製程技術開發中，本研究採用超快雷射中波長為532 nm的皮秒雷射源(Picosecond laser source)，在較低的熱影響區(Low heat-affected zone)之製程機制條件下，以應用於薄膜結構元件上的製作。本研究利用超快雷射於石墨烯薄膜上製作間距2 mm的螺旋狀電極(Spiral electrode)與寬度和深度分別為22.43 m與12.48 m的指叉狀電極(Interdigitated electrode, IDE)元件，並且製作寬度和深度分別為25.81 m與15.24 m的微溝槽(Microgroove)結構元件。另一方面，本研究探討不同材料對氣體的偵測機制，包括石墨烯、氧化鋅奈米線(ZnO nanowires)以及還原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide, rGO)；其中，利用螺旋狀電極搭配無線傳感模組(Wireless module)進行氣體偵測。此外，本研究會搭配水熱法(Hydrothermal method)和電紡絲法(Electrospinning method)的方式，在微溝槽與指叉狀電極上製作奈米線(或奈米纖維)，完成氣體偵測元件的研製。本研究結果顯示，利用超快雷射製程開發的氣體偵測元件，可實際應用在室溫下氣體偵測，包括偵測濃度5-150 ppm的一氧化碳(Carbon monoxide, CO)，以及偵測50-400 ppm的一氧化氮(Nitric oxide, NO)。Item 開發可撓性導電薄膜於光電元件之研究(2013) 周承穎; CHOU CHENG YING本研究主要為利用奈米碳管在軟性基板聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)上製作導電電極，分別利用掀離法(Lift-off)和電泳鍍法(Electrophoresis plating)將奈米碳管在軟性基板上圖案化，並於光電元件之應用。本研究利用奈米碳管粉末，配合十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate, SDS)作其分散劑以找尋最佳之導電和製作濃度，再分別利用掀離法和電泳鍍法探討其最佳之製程參數。在掀離法方面，先利用大氣電漿將PDMS表面親水化，再利用黃光微影直接在表面進行圖案化，最後利用浸泡的方式將奈米碳管沉積在PDMS表面，利用不同的浸泡方式和熱烤時間得到最佳之奈米碳管圖案化。另外，在電泳鍍方面，設定不同的電壓和時間來取得最佳之沉積結果，最後再將其轉印到PDMS基板上。試片完成後，利用四點探針和資料蒐集器測量試片的導電率，並利用掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM)對奈米碳管的表面進行量測以檢測其經過攪拌後是否有產生團聚等現象，而紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)和拉曼光譜(Raman spectrum)主要為對奈米碳管溶液進行分析，以測得溶液在經過分散劑後其奈米碳管是否改變。導電薄膜的製作完成後，將為先利用簡單的方式以檢測其導電能力，最後將導電薄膜應用於觸控和壓力微感測器。