利用混合相（鋭鈦礦相與板鈦礦相）二氧化鈦奈米粒子合成奈米銀線，其二氧化鈦奈米粒子擁有特殊的結晶相及高表面積，展現良好的催化活性，使在低溫熱處理下即可合成奈米銀線，並更進ㄧ步探討此不需藉由晶種提供及保護試劑製備奈米銀線的方式，其可能的生長機制。
　　將無結晶相二氧化鈦奈米粒子旋轉塗佈至矽晶圓上，滴入硝酸銀水溶液（1 µL 0.7 M），經由熱處理步驟（200 °C 持溫 8 小時），提供二氧化鈦奈米粒子進行氧化還原反應之能量，且同時使無催化能力之無結晶相二氧化鈦奈米粒子進行相轉變為混合相二氧化鈦奈米粒子，並在 SEM 及 XRD 觀測下發現，隨著持溫時間的增加，硝酸銀逐漸遞減，而奈米銀線長度漸變長，最後得到奈米銀線之線長約為 10 µm，線寬為 100 nm。
　　奈米銀線由 XRD 鑑定為銀 f.c.c. 結構，及利用 TEM 的低倍率影像、晶格間距與微區繞射影像，相互比對下得到奈米銀線生長方向為 <011>。我們推測二氧化鈦提供一催化及成核位置，而藉調控熱還原的溫度，即可控制硝酸銀還原及銀原子堆積速率，銀原子則具選擇性地往表面位能大的面堆積，呈現一維方向的成長，形成奈米銀線。

　Silver nanowires prepared by the the reduction of AgNO3 at low temperature with thermocatalystic biphase (anatase and brookite phases) TiO2 nanoparticles are described. Furthermore, the possible mechanism to grow silver nanowires without the help of the Ag seed and capping reagent is proposed.
　Firstly, the amorphous TiO2 nanoparticles prepared by sol-gel method were spin-coated on the silicon wafer to form amorphous TiO2 matrix. Then an aqueous AgNO3 (1 &micro;L 0.7 M) solution was dropped on the amorphous TiO2 matrix. Following the heat treatment at 200 °C for 8 h, the silver nanowires (length~10 &micro;m, line width~100 nm) were grown on the silicon wafer. We found that amorphous phase of TiO2 was changed to the anatase and brookite phases during the thermal reduction of the aqueous solution of AgNO3.
　Silver nanowires were characterized as f.c.c. structure by XRD. The TiO2 particles play an important role in providing electrons and holes for redox reaction and nucleation. With the controlling of the heating temperature and the amount of AgNO3, the silver nanowires were selectively grown in one dimension with large energetic surface. A combination of HR-TEM imaging and selected area electron diffraction reveals that the growing direction for the Ag wires is <011>.

目錄
目錄 i
圖目錄 iv
表目錄 viii

第壹章 緒論
1-1 簡介 1
1-2 奈米銀線之合成方法 3
1-2-1 模板合成法 3
1-2-2 晶種合成法 6
1-2-3 多醇合成法 8
1-2-4 零維奈米結構之自組裝 12
1-2-5 二氧化鈦薄膜生長奈米銀線 13
1-3 二氧化鈦之特性 16
1-3-1 二氧化鈦之晶體結構 17
1-3-2 二氧化鈦之光催化效應 20
1-3-3 二氧化鈦之親水及疏水特性 23
1-4 奈米銀線電性之量測 24
1-5 研究目標 27

第貳章 實驗部份
2-1 藥品 28
2-2 合成部份 29
2-2-1 合成流程圖 29
2-2-2 無結晶相二氧化鈦奈米粒子粉末之合成 30
2-2-3 無結晶相二氧化鈦基板之製備 31
2-2-4 奈米銀線之合成 32
2-3 儀器部分 33
2-3-1 掃描式電子顯微鏡 33
2-3-2 解析型掃描穿透式電子顯微鏡 33
2-3-3 高解析度 X 光繞射儀 34
2-3-4 電子機械手臂 35
2-3-5 化學分析影像能譜儀 36

第參章 結果與討論
3-1 無結晶相二氧化鈦奈米粒子之鑑定 37
3-1-1 穿透式電子顯微鏡之觀察 38
3-1-2 化學分析影像能譜儀之測定 39
3-1-3 掃描式電子顯微鏡之觀察無結晶相二氧化鈦基板 42
3-2 控制奈米銀線生成之條件 43
3-2-1 熱處理溫度之影響 43
3-2-1-1 直接升溫至目標溫度 43
3-2-1-2 於 200 °C 持溫 20 分鐘後再升溫至目標溫度 46
3-2-2 硝酸銀水溶液濃度之影響 50
3-3 奈米銀線之成長過程 54
3-3-1 奈米銀線成長過程之同步 SEM 鑑定 54
3-3-2 奈米銀線成長過程之同步 XRD 鑑定 56
3-4 銀奈米結構之 XRD 鑑定 58
3-5 奈米銀線成長方向之鑑定 60
3-6 二氧化鈦奈米粒子所扮演之角色 62
3-6-1 經過熱處理的無結晶相二氧化鈦基板之 XRD 鑑定 62
3-6-2 無二氧化鈦奈米粒子之硝酸銀熱處理 66
3-7 推測奈米銀線之成長機制 69
3-8 奈米銀線之應用-電性測量 75

第肆章 結論 79
第伍章 未來展望 81
第陸章 參考文獻 82

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