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二維半導體黑磷烯之穩定性研究與其在電晶體及新興記憶體的元件應用

為了解決ai-1 ultra belt的問題，作者謝玉玲 這樣論述：

二維材料 (2D materials) 由於其許多優越特性，包括原子尺度下仍保有的高載子遷移率、可饒性與層狀結構，已成為未來光電元件的候選材料，具備微縮與異質整合優勢。儘管許多的二維材料被廣泛探索，例如過渡金屬二硫屬化物 (TMDC)，但每種材料皆有其獨特特性與適合的多元應用，例如：黑磷烯 (BP) 是具有隨厚度變化保有直接能隙的二維材料 (0.3 eV~2 eV)，以及應用於電晶體 (FET) 有高達一千以上的電洞載子遷移率，然而，黑磷有一般環境下不穩定的材料特性，大幅限制其奈米元件的實際應用。 此論文的第一部分，提出利用氟化物可有效且大面積保護少層黑磷的方法，達到超過五個月的長時效

穩定性，其中有兩個關鍵因素：(1) 緻密的保護層阻隔了大氣中的水氧分子。(2) 氟化黑磷穩定了材料表面並抑制氧化。此外，藉由進一步超音波震盪過程，可獲得選擇性的氟化黑磷，並將其製作成可靠的氟化黑磷電晶體，可於一般環境下操作達到超過一周的穩定性，相比於原始黑磷電晶體更提昇大於十倍的輸出電流。 第二部分探討溶液處理的黑磷奈米片並將其應用於新興記憶體，有電阻式記憶體 (RRAM) 和類神經憶阻器 (Memristor)。電阻式記憶體具有非揮發性、102的高開/關比和長達1500秒的時效性。除此之外，亦介紹利用三聚氰胺輔助液相剝離 (LPE) 二維材料的新穎方法，可有效率地剝離出高結晶品質的黑磷

奈米片，並且進一步利用超分子自組裝，直接獲取黑磷奈米片連同自組裝的超分子，接著將包含黑磷奈米片的超分子製作成憶阻器與單向選擇器 (Selector)。憶阻器通過施加掃描和脈衝電壓表現出類比電阻轉換行為，並呈現增強與抑制作用行為。以及研究不同結構建構的閾值開關 (TS) 選擇器，表現高非線性達30 mV/dec，和高達104的電阻開/關比與超過 4000 秒的長時效性。更重要的是，透過擬合數據和材料鑑定，探討電阻轉換的傳輸機制，其中黑磷奈米片提供了主動層中電荷載子的傳導路徑。

探索貴金屬/半導體奈米結構在表面增強拉曼光譜應用的協同作用

為了解決ai-1 ultra belt的問題，作者Nazar Riswana Barveen 這樣論述：

作為先進的感測技術，表面增強拉曼光譜（SERS）以其獨特的性質吸引了廣泛研究人員的興趣，其獨特的指紋光譜資訊甚至可以識別到單分子級的各種化學和生物樣品。SERS 是一種功能強大的非侵入性技術，具有靈敏度高、重複性好、均勻性好等優點。迄今為止，貴金屬和半導體材料被認為是產生高 SERS 增強的先驅。研究人員已經做出了相當大的努力來開發多功能的 SERS 活性基板，但製造方法仍然是一個挑戰。此篇論文的工作旨在藉由使用貴金屬/半導體奈米結構作為SERS活性物質，透過電磁與化學機制，來達到拉曼信號的增強。論文的研究中合成氧化鋅 (ZnO)、釩酸銀 (AgVO3)、氯化銀 (AgCl) 和碳化鈦 (T

iC) 等半導體，並通過使用簡單的光還原方法，以銀 (Ag) 和金 (Au) 等貴金屬奈米粒子裝飾。貴金屬在半導體表面的結合提供了優越的 SERS 增強，其優點是 (i) 在大表面積的半導體表面以光沉積所形成的貴金屬粒子，其彼此間隙處產生大量的熱點，有效地增強探針分子的拉曼信號；(ii) 貴金屬/半導體奈米結構的粗糙度對探針分子表現出很強的捕獲能力； (iii) 可以提高所提出的 SERS 基底的靈敏度、均勻性、穩定性和可重複性。論文中利用水熱法和光還原的方式，合成了花形ZnO@Ag奈米結構，對日落黃（SY）、羅丹明（R6G）和檸檬黃（TZ）等多種食用色素具有超低檢測極限，其偵測極限 (LOD

) 分別為 10-10 M、10-12 M 和 10-11 M。紫外線照射花狀 ZnO@Ag 揭示了在單個基板上對 SY、R6G 和 TZ 的自清潔能力，可用於多次 SERS 檢測。我們開發了一種基於 Ag-NPs@β-AgVO3 奈米棒 (NRs) 的 SERS 基板，用於抗生素氯黴素 (CAP) 的超靈敏檢測。所提出的 Ag-NPs@β-AgVO3-NRs 的特點是在 NRs 和 NPs 之間的介面處形成了許多熱點區域，這些區域具有 108 級的優異分析增強因子（AEF）。所提出的 SERS 基板用於檢測實際樣品中的 CAP，如牛奶、眼藥水和自來水。通過水熱過程生產的銀奈米線 (Ag NW

s) 用作化學範本，以簡單的光還原方法生產銀/金/氯化銀納米線 (Ag/Au/AgCl NWs)，用於 SERS 檢測抗生素 [呋喃唑酮(FZD)] 和鎮痛藥 [撲熱息痛 (PCT)]。探索了 Ag/Au/AgCl 異質結構的單獨和多重檢測能力，以及它們通過紫外線照射過程光分解 FZD 和 PCT 的自恢復能力，所提出的 Ag/Au/AgCl 異質結構在檢測人尿樣品中 FZD 和 PCT 方面的實用性取得了令人滿意的結果。所提出的 TiC/Au-NPs SERS 基板用於檢測氯丙嗪 (CPZ)，線性範圍為 10-1–10-11 M，超低檢測限為 3.92×10-11 M。實際可行性所提出的 T

iC/Au-NPs SERS 基板通過加標和回收方法確保了人類生物體液（如尿液和唾液）中 CPZ 的檢測。本論文工作為提高貴金屬/半導體SERS基板的SERS活性開闢了一條新途徑，並將其用於實際應用，特別是在環境污染管理中測定抗生素、染料、鎮痛藥和抗精神病藥。