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博碩士論文 etd-0616114-150524 詳細資訊
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論文名稱
Title
CoO-MgO二元系統之早期燒結與脈衝雷射剝熔蝕
Early stage sintering and pulsed laser ablation of CoO-MgO binary system
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
162
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2014-06-06
繳交日期
Date of Submission
2014-07-16
關鍵字
Keywords
比表面積、BET、壓縮內應力、相變化、核-殼結構、順晶、微觀組織、早期燒結、MgO-CoO混合粉末、SCCR、水中/大氣中脈衝雷射剝熔蝕、奈米凝聚物(粒徑、形狀、特殊晶界)
phase change, core-shell structure, paracrystal, specific surface area, microstructures, internal compressive stress, nanocondensate (size、shape、special interface), sintering-coarsening-coalescence-repacking, BET, pulsed laser ablation in water/air, early stage sintering, MgO-CoO powder mixture
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中文摘要
在第一部分中,利用莫耳比MgO:CoO=1:1之次微米混合粉末,乾壓後於800℃~1050℃溫度範圍進行早期燒結的實驗。以BET/BJH量測比表面積和孔洞的變化,SEM觀測早期燒結時粉末的結構變化,得以探討粉末在早期燒結時的粗化與聚簇情形。實驗結果可以發現實驗粉體為中孔洞材料,也可以看到早期燒結粗化與聚合所形成的管狀孔洞和孤獨孔洞。比表面積大致隨著熱處裡的溫度與時間的增加而下降,但是前1~2分鐘,比表面積的值呈現紛亂的情況,可能與CoO相變為Co3O4有關。利用阿瑞尼士方程式求得早期燒結粗化聚簇所需之活化能為87.4±1.1 kJ/mol,比單用MgO或CoO來的小,可見MgO與CoO的交互擴散有助於降低早期燒結粗化的活化能。外插到表面積變化速率(ΔS/S0 per min)為零的地方,可得早期燒結粗化聚簇的溫度下限(Tcr)約為1033K(760℃),可作為第二部份脈衝雷射動態情況下此成份系奈米顆粒行為的參考。

在第二部分中,利用脈衝雷射於水中/大氣中轟擊CoO-MgO二元系統(9:1,1:1,1:9莫耳比)材料,並以X光繞射、偏光顯微鏡、UV吸收光譜、電子顯微鏡觀察試片變化。實驗所得以岩鹽結構為主,尖晶石結構為次(僅限富鈷成份M1C9)的凝固或凝聚顆粒其XRD繞射精緻化晶格常數變小,顯示有壓縮內應力存在。UV吸收光譜測得大氣中雷射剝熔蝕所得凝聚顆粒的最小能隙值約3點多電子伏特。電子顯微鏡觀察發現無論靶材成分,大氣中雷射剝熔蝕所得的岩鹽結構奈米凝聚顆粒形狀大多近似為立方體,而凝固較大顆粒則呈球狀。且近似立方體奈米顆粒特定喜好表面{100}>{110}>{111}、{021}、{013}、{311},而藉此聚簇統一或造成特殊晶界,包括[100]/~(100)15-20∘扭轉界面,[100]/(100) ~26.6∘與45∘扭轉界面。而富Co M1C9或CoO成份在空氣中較長時間(15s)剝熔蝕可以有共存的立方體尖晶石結構顆粒,在水中更長時間(5min)所得尖晶石顆粒則有發達的~{111}表面,據此聚簇貼合形成以[110]為轉軸的( 1 )/( 1 )異質傾轉界面,而隨脈衝雷射累計時間增加而造成岩鹽轉變成尖晶石結構的相變化,顯示前者為後者的必要核種。無論岩鹽或是尖晶石顆粒內部都有間距約為2~1.5nm的順晶排列,而且於脈衝雷射輻射熱作用下呈現殼-核結構,可能跟(Mg,Co)O固溶顆粒催化含碳物質所生成的石墨烯亂層包覆有關,此現象可供催化應用的參考。
Abstract
In the first part of this thesis, early stage sintering of submicron MgO and CoO mixed powders (1:1 molar ratio), was conducted by isothermal treatment in 800℃~1050℃ temperature range under air condition. The corresponding change of the specific surface area and pore size were measured by BET and BJH, the solid solution extent by XRD, and coupled microstructure change by SEM observation in order to characterize a sintering-coarsening-coalescence-repacking (SCCR) event of powders under the influence of MgO/CoO interdiffusion and CoO→Co3O4 transformation during early stage sintering. The apparent activation energy for the onset SCCR of dry-pressed MgO and CoO mixed powder turned out to be 87.4 ± 1.1 kJ/mol which is lower than the value for the end members. The reason may have something to do with the interdiffusion between MgO and CoO and the CoO→Co3O4 phase change. Furthermore, the minimum temperature (Tcr) for such an incipient SCCR process was estimated to be 1033K(760℃) by extrapolating the specific-surface-area reduction rate to null.

The second part of this thesis is about pulsed laser ablation (PLA) of CoO-MgO binary system (molar ratio 9:1,1:1,1:9 ) in water or in air regarding size/shape/phase changes of the material based on X-ray diffraction, polarized microscope, UV-visible absorption spectroscopy, and scanning /transmission electron microscopic observations. The solidified particulates and condensed nanoparticles are mainly of rock salt-type structure which tended to be spherical in shape when produced by PLA in water whereas cubic in shape having the preference order {100}>{110}>{111}, {021}, {013}, {311} when produced by PLA in air. The oriented attachment of such rock-salt type nanoparticles in air tended to form (100) twist boundary with misorientation 15-20∘, 26.6∘and 45∘. The spinel nanoparticles formed by PLA in water have well-developed ~{111} vicinal surface for (hkl) specific coalescence as [110]( 1 )/( 1 ) asymmetrical tilt boundary. Both rock-salt nd spinel type particles have paracrystalline distribution of defect clusters as well as internal compressive stress. The MgO-CoO solid solution condensates produced by the present PLA process have a minimum band gap of ca. 3 eV and tended to form a turbostratic graphene shell upon radiant heating in carbon neighborhood implying a potential opto-electronic catalytic application.
目次 Table of Contents
目錄
論文審定書………………………………………………………...………….....………i
致謝…………………………………………………………………...…………..…......ii
摘要………………………………………………………………….....………….........iii
Abstract……………………………………………….…………………....…………....iv
目錄………………………………………………………………..…………...……......v
表目錄………………………………………………………………………….............vii
圖目錄……………………………………………………………...……………….…..ix
附錄目錄………………………………………………………………...………....…..xx

第一部分……………………………………………………………………….…......…1
壹、 前言……………………………………………………………………………...…1
貳、 實驗流程………………………………………………………………………...…4
參、 實驗步驟及方法…………………………………………………………...………5
一、實驗粉末………………………………………………………………...…..…5
二、壓錠……………………………………………………………………….....…5
三、熱處理……………………………………………………………………….....5
四、BET量測………………………………………………………………........….5
五、測量XRD…………………………………………………………………....…5
六、掃描式電子顯微鏡(SEM)觀測………………………………………..…....…5
肆、 實驗結果………………………………………………………………………...…6
一、BJH氮氣吸脫附曲線……………………………………………..………....…6
二、BET比表面積……………………………………………………..………...…6
三、早期燒結粗化與聚合之溫度下限與活化能…………………………….…....6
四、X光繞射分析…………………………………………………………...…...…7
五、SEM掃描式電子顯微鏡觀察…………………………………..……….......…8
伍、 討論………………………………………………………………………...………9
一、粉餅表面結構與吸附行為……………………………………………..…...…9
二、早期燒結機制……………………………………………………….....………9
三、相變化…………………………………………………………………...……10
四、金屬氧化物粉餅之燒結與粗化聚合之活化能比較…………………...……10
陸、 結論………………………………………………………………………….....…12
柒、 參考資料……………………………………………………………………...…..13

第二部分……………………………………………………………………...……..…42
壹、 前言……………………………………………………………………….....……42
貳、 實驗流程……………………………………………………………...…..…....…45
參、 實驗步驟及方法……………………………....…………………………….....…46
一、實驗粉末/粉餅之製備…………………………………………….....…....…46
二、脈衝雷射剝蝕……………….......................................................................…46
三、測量XRD………………………………………….….…………………....…47
四、UV-Visible吸收光譜…………….……………………..………………....…..47
五、掃描式電子顯微鏡(SEM)觀測………………………………………...…….47
六、偏光顯微鏡(POM)……………………………………………………...…….47
七、穿透式電子顯微鏡(TEM)觀測…………………………….…………...……47
肆、實驗結果……………………………………………………………………...……48
一、X光繞射分析………………………………………………………...….……48
二、UV-Visible吸收光譜分析…………………………………………….....……48
三、SEM掃描式電子顯微鏡觀察………………………………………….......…49
四、偏光顯微影像分析……………………………………………………...……49
五、TEM穿透式電子顯微鏡觀察……………………………….………...….….49
伍、討論…………………………………………………………………………...……53
一、離子半徑與晶格的失配…………………………………………………...…53
二、氧化鈷和氧化鎂中陽離子互溶所產生的缺陷化學……………...…………53
三、順晶間距與順晶的形成機制……………………………………..…….....…54
四、雷射剝熔蝕產生之內應力……………………………………………...……54
五、特殊晶界與其重合點陣………………………………………………...……55
六、奈米凝聚物之結構與狀態關係…………………………………………...…56
七、潛在的應用………………………………………………………………...…56
陸、結論…………………………………………………………….…………….….....57
柒、參考資料…………………………………………………………..…………...…..58
表目錄
第一部分
表1 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理800℃、0~50分鐘的比表面積及孔洞大小、變化…………………………………………………………….......……15
表2 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理850℃、0~20分鐘的比表面積及孔洞大小、變化…………………………………………………………….......……15
表3 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理900℃、0~10分鐘的比表面積及孔洞大小、變化………………………………………………………………...........16
表4 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理930℃、0~8分鐘的比表面積及孔洞大小、變化………………………………………………………..…….......……..16
表5 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理950℃、0~7分鐘的比表面積及孔洞大小、變化…………………………………………………………….......………16
表6 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理1000℃、0~5分鐘的比表面積及孔洞大小、變化………………………………………………………….......………17
表7 莫耳比為CoO:MgO = 1:1的圓餅形試片熱處理1050℃、0~5分鐘的比表面積及孔洞大小、變化………………………………………………………….......………17

第二部分
表1 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter…………………………………………………………………...…..……..123
表2 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理) 岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter……………………………………………………………………..….....…123
表3 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)之rock-salt結構peak的refined d-spacing與lattice parameter…………………………………………………………….......….....124
表4 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)之spinel結構peak的refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………………....……124
表5 取0.01g的M9C1粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter…………………………...………………....….124
表6取0.01g的M1C1粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter…………………………………...……................….....125
表7取0.01g的M1C9粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter………………………………...………................…….125
表8取0.01g的M1C9粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後尖晶石結構之refined d-spacing與lattice parameter……………………………………....……....…125
表9 取0.01g的CoO粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter…………………………………...…….................……126
表10 M9C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………………...…………....126
表11 M1C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter…………………………………………………………………...…………126
表12 M1C9粉餅(經1600℃-5hr熱處理)之rock-salt結構peak的refined d-spacing與lattice parameter…………………………………………………….…...………....127
表13 M1C9粉餅(經1600℃-5hr熱處理)之spinel結構peak的refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………….……...…....127
表14 M9C1粉餅在大氣中雷射剝蝕5分鐘後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………………………...…....127
表15 M1C1粉餅在大氣中雷射剝蝕5分鐘後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………………………...…....128
表16 M1C9粉餅在大氣中雷射剝蝕5分鐘後岩鹽結構之refined d-spacing與lattice parameter……………………………………………………………………...……....128
表17 M1C9粉餅在大氣中雷射剝蝕5分鐘後尖晶石結構之refined d-spacing與lattice parameter………………………………………………………….…...……....128

圖目錄
第一部分
圖1莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經800℃,0~50min之BET/BJH吸脫附曲線圖………………………….....................................................................................……18
圖2莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經850℃,0~20min之BET/BJH吸脫附曲線圖………………………….....................................................................................……18
圖3莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經900℃,0~10min之BET/BJH吸脫附曲線圖………………………..............................................................................….......……19
圖4莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經930℃,0~8min之BET/BJH吸脫附曲線圖…………………………….....................................................................................…19
圖5莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經950℃,0~7min之BET/BJH吸脫附曲線圖……………………….....................................................................................………20
圖6莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經1000℃,0~5min之BET/BJH吸脫附曲線圖…………………………….....................................................................................…20
圖7莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末經1050℃,0~5min之BET/BJH吸脫附曲線圖…………………………….....................................................................................…21
圖8莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於800℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) ………………………......................................………21
圖9莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於850℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) …………………………...............................….......…22
圖10莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於900℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) ……………………………..................................…22
圖11莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於930℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) …………………………..................................……23
圖12莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於950℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) …………………………..................................……23
圖13莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於1000℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) …………………………..................................……24
圖14莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,於1050℃等溫比表面積折損率函數圖(虛線表示50%的比表面積折損率) …………………………..................................……24
圖15 莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末的比表面積變化速率與溫度關係圖….....25
圖16 莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末在熱處理過程中比表面積收縮50%之活化能……………………………….....................................................................................25
圖17莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,未經熱處理與熱處理800℃-1050℃,1分鐘之X-ray繞射圖………………………….......................................................……26
圖18莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,熱處理800℃-1050℃,2分鐘之X-ray繞射圖……………………….................................................................................………26
圖19莫耳比CoO:MgO=1:1之混合粉末,熱處理800℃-50分鐘、850℃-20分鐘、900℃-15分鐘、950℃-7分鐘、1000℃-5分鐘、1050℃-5分鐘,和1100℃-3小時之X-ray繞射圖……………………………...............................................................…27
圖20 未經熱處理之粉餅,左側為低倍率(X500)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...................................................................................……28
圖21 熱處理800℃-1min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI……………………………...............................................................................…28
圖22 熱處理800℃-2min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI………………………............................................................……...................…28
圖23 熱處理800℃-5min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI………………………............................................................…...................……29
圖24 熱處理800℃-30min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI………………………...............................................................………29
圖25 熱處理850℃-1min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................................……29
圖26 熱處理850℃-2min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................................……30
圖27 熱處理850℃-5min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI……………………............................................................……...................……30
圖28 熱處理850℃-20min之粉餅,左側為低倍率(X500)之SEI。右側為高倍率(X10000)之SEI…………………………...............................................................……30
圖29 熱處理930℃-1min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................................……31
圖30 熱處理930℃-2min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................................……31
圖31 熱處理930℃-5min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X10000)之SEI……………………………...............................................................................…31
圖32 熱處理930℃-5min之粉餅,左側為高倍率(X30000)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................……32
圖33 熱處理930℃-10min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為低倍率(X30000)之SEI………………………...................................................................……32
圖34 熱處理1050℃-1min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI...............................................................................................................32
圖35熱處理1050℃-2min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………...........................................................................................…33
圖36 熱處理1050℃-3min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI…………………………...............................................................……33
圖37 熱處理1050℃-5min之粉餅,左側為低倍率(X60)之SEI。右側為高倍率(X30000)之SEI………………………............................................................…...……33
圖38 熱處理800℃-1min之粉餅,30000倍率下之BEI與EDS+X-ray Mapping.......34
圖39 熱處理930℃-2min之粉餅,30000倍率下之BEI與EDS+X-ray Mapping…...35
圖40 熱處理1050℃-5min之粉餅,30000倍率下之BEI與EDS X+ray Mapping.....36

第二部分
圖1 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)岩鹽結構的X-ray繞射圖(Cu Kα)...…...…...62
圖2 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)岩鹽結構的X-ray繞射圖(Cu Kα)...…......…62
圖3 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)含岩鹽結構與少量尖晶石結構的X-ray (Cu Kα)繞射圖……………………………………………………………………..….....…63
圖4 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後產生固溶岩鹽結構顆粒之X-ray (Cu Kα)繞射圖……………………………….........……63
圖5 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後產生固溶岩鹽結構顆粒之X-ray (Cu Kα)繞射圖……………………………….........……64
圖6 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後產生固溶岩鹽結構顆粒與少量尖晶石顆粒之X-ray (Cu Kα)繞射圖…………..….......…64
圖7 CoO粉末於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後產生岩鹽結構Co1-XO顆粒為主之X-ray (Cu Kα)繞射圖………………………………………………..….......……65
圖8 M9C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)固溶岩鹽結構多晶體的X-ray (Cu Kα)繞射圖………………………………………………………………………………..…...…65
圖9 M1C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)固溶岩鹽結構多晶體的X-ray (Cu Kα)繞射圖………………………………………………………………………….……....……66
圖10 M1C9粉餅(經1600℃-5hr熱處理)固溶岩鹽結構與少量尖晶石結構多晶體的X-ray (Cu Kα)繞射圖……………………………………………………........……..…66
圖11 M9C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘後產生固溶岩鹽結構顆粒之XRD (Cu Kα)圖……………………………………………….…….....…67
圖12 M1C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘後產生固溶岩鹽結構顆粒之XRD (Cu Kα)圖……………………………………………........…..……67
圖13 M1C9粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘後產生固溶岩鹽結構與少量尖晶石顆粒之XRD (Cu Kα)圖…………………………….….........……68
圖14 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之UV-visible吸收光譜圖………………………………………………………...........…68
圖15 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之UV-visible吸收光譜圖……………………………………………………….......……69
圖16 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之UV-visible吸收光譜圖………………………………………………………….....…..69
圖17 CoO粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之UV-visible吸收光譜圖……………………………………………………..…...…..…70
圖18 M9C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘的UV-visible吸收光譜圖…………………………………………………………………….......…..…70
圖19 M1C1粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘之UV-visible吸收光譜圖…………………………………………………………………….......…..…71
圖20 M1C9粉餅(經1600℃-5hr熱處理)在大氣中雷射剝蝕5分鐘之UV-visible吸收光譜圖………………………………………………………………….....….......….71
圖21 M1C1之粉餅於1600℃-5小時熱處理的低倍率SEI………………….....….…72
圖22 M1C1之粉餅於1600℃-5小時熱處理的高倍率SEI,顯示平均粒徑約為20μm…………………………………………………………………………...….....…72
圖23 SEI顯示M1C1經雷射剝蝕後的靶材(粉餅),其表面形成一個氣液奔流的大洞……………………………………………………………………………...……..…73
圖24 SEI顯示M1C1經雷射過後的靶材所形成的大洞之內部微米級枕狀熔流形貌………………………………………………………………………………...…..…73
圖25 SEI顯示M1C1經雷射過後的靶材所形成的大洞之外緣裂縫與奔流形貌(低倍) …………………………………………………………………………….......……74
圖26 SEI顯示M1C1經雷射過後的靶材所形成的大洞之外緣枕狀或樹枝狀凝固形貌(高倍) …………………………………………………………………..…........……74
圖27 SEI顯示M1C1經雷射過後的靶材所形成的大洞之邊緣崩裂與噴濺凝固顆粒形貌(低倍) ……………………………………………………………………..........…75
圖28 SEI顯示M1C1經雷射過後的靶材所形成的大洞之邊緣原有多晶燒結體形貌(低倍) …………………………………………………………………........………..…75
圖29 M9C1粉末在水中雷射剝熔蝕5min後滴於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) …………………………………………………….....……76
圖30 M1C1粉末在水中雷射剝熔蝕5min後滴於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X)……………………………………...………………...…....77
圖31 M1C9粉末在水中雷射剝熔蝕5min後滴於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) ……………………………………………..……….....…..78
圖32 CoO粉末在水中雷射剝熔蝕5min後滴於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) …………………………………………………..…..........……79
圖33 M9C1粉餅在大氣中雷射剝熔蝕5min濺鍍於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) ………………………………………………...……..……80
圖34 M1C1粉餅在大氣中雷射剝熔蝕5min濺鍍於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) ……………………………………...……….....………….81
圖35 M1C9粉餅在大氣中雷射剝熔蝕5min濺鍍於透明玻璃片之偏光顯微鏡觀察(A)(a)平面偏光(B)(b)直交平面偏光(C)(c)直交平面偏光插入λ板(A~C圖為低倍率:4X;a~c圖為高倍率:40X) ……………………………………………….....…………82
圖36 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構次微米(~300nm)顆粒TEM圖:(a)BFI,顯示其近似立方體,有(0 1)稜邊(b)DFI (g=00 ) (c)選區繞射圖 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧……...…...........…83
圖37 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖(對應圖36):(a) (c)晶格影像圖,岩鹽結構 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約1.5nm之順晶點缺陷排列…………............……83
圖38 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI (b)DFI (g=1 ) (c)選區繞射圖,顯示{111}、{011}表面…………………………………………………………………………….........……84
圖39 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI,顯示近似立方體顆粒大小約200nm的次微米顆粒,且其(0 1)面上有些小階檻 (b)DFI (g=0 2) (c)選區繞射……………...............……84
圖40 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖(對應圖39):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示{011}表面具有{100}台階……………………………..........……..…85
圖41 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖(對應圖39):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約2nm之順晶點缺陷排列………………………….........…..…85
圖42 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI顯示顆粒大小約200nm的次微米顆粒,且其(0 1)面上有些小階檻 (b)DFI (c)選區繞射圖 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧……...........…86
圖43 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖(對應圖42):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖…………………………………………………………………..….......……86
圖44 M9C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之非晶質結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS 顯示其含有鎂、鈷、氧……………………………………………………………………………..…...……87
圖45 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖…………………………….........………87
圖46 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS 顯示其含有鎂、鈷、氧…………………………………………………………………………….........……88
圖47 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之TEM圖(對應圖46):(a) (c)晶格影像圖,顯示為岩鹽結構 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約1.5nm之順晶點缺陷排列…………………..........…..…88
圖48 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖………………………..…….......……89
圖49 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖(對應圖48):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖……………………………………………………………..……….......…89
圖50 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖……………………………….........……90
圖51 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之TEM圖(對應圖50):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,岩鹽結構。顯示因H+摻雜而產生高濃度(間距約1.5nm)點缺陷聚集的順晶排列.........90
圖52 M1C1粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後之TEM圖(對應圖50):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,岩鹽結構。顯示因H+摻雜而產生高濃度(間距約1.5nm)點缺陷聚集的順晶排列.........91
圖53 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構與少量尖晶石結構共存TEM圖:(a) (c)晶格影像圖,顯示尖晶石結構和岩鹽結構親密共生的{111}條紋 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖….......91
圖54 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖……………………………..….......…92
圖55 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖(對應圖54):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖。Moire fringes和double diffractions是由於[ 11]軸向和[ 12]軸向的奈米顆粒交疊而形成[110]為轉軸的( 1 )/( 1 )傾轉界面…………….....…...........…92
圖56 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖:(a)BFI (b)多晶選區繞射圖…………………..…….......……93
圖57 M1C9粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖(對應圖56):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖。Moire fringes和double diffractions可能是由於不準確軸向的奈米顆粒交疊而成………………………………………………………………..……...........…93
圖58 CoO粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽與尖晶石結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖……………………...……..…94
圖59 CoO粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之尖晶石結構TEM圖:(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約1.5nm之順晶點缺陷排列…………………………………............…..…94
圖60 CoO粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS 顯示其含有鈷、氧…..…....…95
圖61 CoO粉末(經1100℃-3hr熱處理)於液面高度10mm下雷射剝蝕5min後所得之岩鹽結構含微弱尖晶石TEM圖(對應圖60):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約1.5nm之順晶點缺陷排列.............………...…95
圖62 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示為岩鹽結構……................…96
圖63 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示為岩鹽結構…….....…...........96
圖64 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構立方體平行聚簇奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(002) (c)選區繞射圖…........…...97
圖65 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構立方體(~20nm)奈米凝聚物平行聚簇之TEM圖(對應圖64):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖……………………………………………..…...........…97
圖66 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構立方體平行聚簇(~60nm)與積碳TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(0 ) (c)選區繞射圖顯示(a)圖中的~(021)表面與{010}階檻構成的{011}小邊緣稜面(d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧……………………………………………………………...........................…..……98
圖67 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構TEM圖(對應圖66):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅰ正方框線內之正反傅立葉轉換圖…………………………………………………………………….....………………98
圖68 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構顆粒TEM圖(對應圖66):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅱ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約有2nm之順晶點缺陷排列………………………………..……...........…99
圖69 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得岩鹽結構立方體(~20nm)奈米凝聚物角落平行聚簇與四邊積碳形成亂層石墨烯之TEM圖:(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖………………...…………..…99
圖70 於大氣中雷射剝蝕M9C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得岩鹽結構非立方體(具010、011、013、021等表面)之奈米(~10nm)凝聚物之TEM圖:(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約有2nm之順晶點缺陷排列………………………………………………………………………...........………100
圖71 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示為岩鹽結構…...........…...…100
圖72 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示為岩鹽結構….............….…101
圖73 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之奈米(~15nm)凝聚物岩鹽結構近立方體(具010與~001表面)之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(020) (c)選區繞射圖 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧…………………………........……....…101
圖74 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖73):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示~001表面具有010與011階檻,以及間距約為2nm之順晶點缺陷排列……………………………………………………………………………….......…102
圖75 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構立方體積碳奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(0 0),圈住的區域與主體之間為~15與20∘之[100]/~(100)扭轉界面(c)選區繞射圖,顯示具有[100]/~(100)約為15與20∘之扭轉界面……………………….......………...…............................…102
圖76 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖75):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅰ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示差了約15∘依~(100)面聚簇之球狀(~5nm)小顆粒,與基底立方體(~20nm)形成約15∘錯位之[100]/~(100)扭轉界面,造成Moire fringe及其對應之繞射點…………………………………………………………………….......................103
圖77 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖75):(a)(c)晶格影像圖 (b)(d)第Ⅱ正方框線內之正反傅立葉轉換圖…………………….......................................................................................…103
圖78 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構立方體顆粒平行聚簇奈米(~25nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(002) (c)選區繞射圖...................................................................................................................................104
圖79 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖78):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約為2nm之順晶點缺陷排列……………….........................………104
圖80 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得岩鹽結構依{100}面聚簇之奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(00 ) (c)選區繞射圖,顯示~26.6∘之[100]/(100)扭轉界面 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧………….................……105
圖81 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖80):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示扭轉界面一側之部分………………….............................................……105
圖82 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構 (c) EDS 顯示其含有鎂、鈷,並大量積碳……………………...................................................................…106
圖83 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖82):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(100)、(011)、( 11)與~( )表面…………………....................….......…106
圖84 於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得之次微米(~60nm)凝固與凝聚物顆粒之TEM圖:(a)BFI (b)DFI,g=(200) (c)選區繞射圖,顯示具(100),(011)表面之岩鹽結構顆粒依角落與具~100,~011與111小階檻的大顆粒平行聚簇,而且有微弱尖晶石結構析出 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧以及積碳…..........…..107
圖85 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示主要為岩鹽結構..............…107
圖86 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之TEM圖(低倍率):(a)BFI,可看到奈米鏈狀凝聚物 (b)選區繞射圖,顯示主要為岩鹽結構..................108
圖87 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (g=022) (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構…………........................................................................................….......…………108
圖88 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖(對應圖87):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示間距約有1.5nm之順晶點缺陷排列以及{111}小斜面與{011}稜邊小表面………………..........................................................................…….....…109
圖89 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構(d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧……………………...............................................................................…109
圖90 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖(對應圖89):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示0 0與001階檻構成的立方體0 1稜邊面…………........…....110
圖91 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (c)選區繞射圖 (d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧,並大量積碳………................................................................................……110
圖92 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖(對應圖91):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示發達之(010)表面與積碳石墨烯亂層平行……….................…111
圖93 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之奈米(~30nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構 (c) EDS 顯示其含有鎂、鈷、氧,以及積碳……………………........................................................................…111
圖94 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得岩鹽結構近立方體(具~{100}面族)之奈米(~30nm)凝聚物之TEM圖(對應圖):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅰ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(01 )小表面由(010)與(001)階檻構成,而且內部有間距約為1.5nm之順晶點缺陷排列…………………....................……112
圖95 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~30nm)凝聚物之TEM圖(對應圖):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅱ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示石墨烯亂層殼幾近平行岩鹽結構核的(001)面….............…112
圖96 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物依(100)面聚簇造成[100]/(100) 45∘扭轉界面之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構 (c) EDS 顯示其含有鎂、鈷、氧……………………..............…113
圖97 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖96):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示[100]/(100) 45∘扭轉界面造成的Moire fringe以及對應繞射點….........113
圖98 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (g=002) (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構,依~(010)表面幾近平行聚簇……………………...................................................................…114
圖99 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖98):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅰ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(0 1)稜面與{111}小斜面是由{100}階檻構成……….................…114
圖100 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖98):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅱ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示具有(010)半平面的差排(┬)出現在[100]/~(010)低角度傾轉界面上……………………...............................................................................................…115
圖101 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (g=0 0) (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構...........114
圖102 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖101):(a) (c)晶格影像圖(b) (d)第Ⅰ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示具有[100]/(100)~45∘扭轉界面,因重疊而造成Moire fringe及對應的繞射點………………………...................................................................................116
圖103 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖101):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)第Ⅱ正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(011)小面為(010)與(001)階檻構成……………………................…116
圖104 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構(d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧……………………...............................................................…117
圖105 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖(對應圖104):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(0 1)稜邊面由(010)與(001)階檻構成……………...………117
圖106 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構(d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧………………….........................................................................................……118
圖107 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得岩鹽結構之奈米凝聚物之TEM圖(對應圖106):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示[100]軸向之立方體顆粒上覆球狀非有理數軸向之顆粒,造成Moire fringe與對應繞射點……………………...........................................................................…118
圖108 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之長寬比~2岩鹽結構奈米凝聚物(可能是兩顆正立方體平行聚簇而成)之TEM圖:(a)BFI (b)DFI (c)選區繞射圖,顯示其為岩鹽結構(d) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧………............……119
圖109 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)5秒所得之岩鹽結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖108):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示有間距約為1.5nm之順晶點缺陷排列……………..........................……119
圖110 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得尖晶石結構立方體之奈米(~20nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧…………............................................................................………….............…120
圖111 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得之尖晶石結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖110):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示平整(001)表面以及間距約為1.5nm的順晶點缺陷排列….............120
圖112 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得尖晶石結構立方體之奈米凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧………………………...............................................................................................121
圖113 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得尖晶石結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖112):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示(010)表面,(01 )階檻,以及間距約為1.5nm的順晶點缺陷排列………………………...............................................................................................121
圖114 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得近球狀尖晶石結構之奈米(~40nm)凝聚物之TEM圖:(a)BFI (b)選區繞射圖 (c) EDS顯示其含有鎂、鈷、氧…………………….........................................................................................…122
圖115 於大氣中雷射剝蝕M1C9的靶材(固溶燒結粉餅)15秒所得之尖晶石結構奈米凝聚物之TEM圖(對應圖114):(a) (c)晶格影像圖 (b) (d)正方框線內之正反傅立葉轉換圖,顯示具有發達的(1 0)表面以及具{110}半平面的差排(┬)..…...............122

附錄目錄
第一部分
附錄1 (a)吸脫附等溫曲線 (b)遲滯線…………………………………........……...…37
附錄2 JCPDS file-CoO……………………………………………………...…………38
附錄3 JCPDS file-Co3O4…………………………………………………...………….39
附錄4 JCPDS file- MgO……………………………………………….......…………..40
附錄5 JCPDS file-Mg(OH)2…………………………………………………….....…..41

第二部分
附錄1 JCPDS file-CoO……………………………………………………...…..……129
附錄2 JCPDS file-Co3O4………………………………………………….…...…..…130
附錄3 JCPDS file- MgO………………………………………………………...……131
附錄4 Birch–Murnaghan 狀態方程式(Poirier et al., 1998) ………………….…......131
附錄5 氧化鈷與氧化鎂之二元相圖……………………………………….......……132
附錄6 岩鹽結構與尖晶石結構……………………………………………….......…133
附錄7 岩鹽結構15∘之[100]/(100)扭轉界面的CSL…………………......…......…134
附錄8 岩鹽結構20∘之[100]/(100)扭轉界面的CSL…………………………....…134
附錄9 岩鹽結構26.6∘之[100]/(100)扭轉界面的CSL……………………….....…135
附錄10 岩鹽結構45∘之[100]/(100)扭轉界面的CSL……………………..........…135
附錄11 晶尖石結構[110]為轉軸的( 1 )/( 1 )異質傾轉界面…………............…136
附錄12 M9C1粉末經脈衝雷射532nm-300mJ-10mm-5min之顏色變化(a)M9C1粉末(b)雷射前(c)雷射後......................................................................................................137
附錄13 M1C1粉末經脈衝雷射532nm-300mJ-10mm-5min之顏色變化(a)M1C1粉末(b)雷射前(c)雷射後......................................................................................................137
附錄14 M1C9粉末經脈衝雷射532nm-300mJ-10mm-5min之顏色變化(a)M1C9粉末(b)雷射前(c)雷射後......................................................................................................137
附錄15 CoO粉末經脈衝雷射532nm-300mJ-10mm-5min之顏色變化(a) CoO粉末(b)雷射前(c)雷射後...........................................................................................................138
附錄16 (a)M9C1粉餅(b)M1C1粉餅(c)M1C9粉餅 (上面有經脈衝雷射剝熔蝕的痕跡)..................................................................................................................................138
附錄17 圖80(於大氣中雷射剝蝕M1C1的靶材5秒鐘所得岩鹽結構之TEM圖)中產生26.6∘扭轉界面的小顆粒之正反傅立葉轉換圖................................................138
附錄18 標本代號清單.................................................................................................139
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