可撓式矽單晶基板及新穎奈米結構之製備及其特性分析

近年來可撓曲矽晶電子奈米元件的研究受到廣泛的注意，主要是由於其在穿戴式電 腦、軟式顯示器、太陽能電池、醫療植入器材、氣體及生物感測器等領域上有很大的應用 潛力。雖然有許多製程技術已被用以在可撓曲基板上大量製備各式奈米結構，但要如何調 控所製備奈米結構之尺寸、形貌、晶向、排列週期等，卻仍是目前相關研究所需克服的挑 戰。而在實際可撓曲矽晶電子奈米元件應用上，釐清奈米材料與矽晶基材間之界面反應， 常是決定這些奈米材料能否應用於可撓曲奈米元件之重要因素。因此，本計畫將由研發新 穎自組裝奈米球模板及薄型陽極氧化鋁模板之製程技術著手，並將其整合在不同種類可撓 曲矽單晶基材上，藉以製備出規則排列且尺寸可調變之0維及1維新穎奈米結構陣列。同時， 藉助各式材料分析儀器有系統地探討不同奈米結構材料與各式矽晶基材間之界面反應機 制，及其對應之氣體偵測、電子場發射及壓印等特性表現。本計畫擬以三年為期，除逐步添購實驗必需之儀器設備外，在相關實驗執行規劃上將 針對以下九個子題分年分階段進行深入研究：(一）無氧化層矽晶基材表面製備大面積自組裝奈米模板之製程設計與開發。(二）自組裝奈米模板法製備規則有序金屬奈米點陣列及其與各式離子佈植非晶矽基材間 退火矽化反應之研究。(三）開發在各式矽單晶基材表面製備規則有序催化蝕刻用金屬奈米結構以及矽晶微奈米 孔洞、奈米線陣列之製程技術。(四）大面積規則準直排列矽單晶奈米管結構陣列之新穎製程研發。(五）可撓曲超薄矽單晶晶片及各式可撓曲矽晶奈米結構陣列之新穎製程技術研發(六）新穎點接觸式矽晶奈米結構氣體偵測元件設計開發及其感測特性研究。(七）開發在各式可撓曲基材上製備規則準直排列尖針狀矽單晶奈米線陣列之新穎製程技術。(八）新穎規則準直排列尖針狀與中空管狀金屬矽化物奈米結構陣列之製程研發及其界面 反應機制研究。(九）各式新穎垂直式奈米結構陣列之電子場發射及壓印穿剌性質研究。