20060607 國立中山大學機電系副教授楊台發 研發「奈米結構的鑽石電極」 較其他材料靈敏度高達六千倍以上
20060607 國立中山大學今(7)發表研究成果,機電系副教授楊台發以奈米結構的鑽石為基板,研發出比市售的玻璃碳、白金電極材料,更佳特性的鑽石薄膜電極,靈敏度較其他材料高達六千倍以上,其電化學特性也因此提升數倍,未來將應用於生醫用途,如檢測血液、蛋白質與體液的化學成份等,將大大的提升生醫檢驗的準確性。
楊台發表示,新的世紀以來,材料尺寸和結構的奈米化產生了許多前所未見的奇異特性,奈米材料的研發無疑的是廿一世紀科技發展中最重要的一環,且是全世界的潮流。而鑽石具有許多超越其他材料的特性,應用範圍十分廣,包括有研磨、功割、視窗、生醫感測和電子材料等。每年世界鑽石市場的需求超過千噸,人工合成的化學氣相沈積鑽石具有重大的市場商機。應用在生醫感測和電子材料上的鑽石,更是不計成本,品質要求嚴苛。
IC教父張忠謀甚至曾說:「下世紀是鑽石的世界。」如何提昇鑽石元件的品質以應市場上的需求實是科技上的一大挑戰不過,各國工業鑽石研發多往大鑽石的方向發展,台灣在設備上比不上,因此,他選擇往小的方向發展,研發出一百奈米的鑽石薄膜電極。
楊台發利用多孔矽表面的奈米粗造結構,將奈米結構的鑽石薄膜沉積於多孔矽基板。因為多孔矽粗造表面的奈米結構使其表面積增加千倍以上 在感測元件微奈米化時效率可提高千倍以上。利用了鑽石薄膜結構的奈米特性,其電化學特性也因此提升數倍。
製程上還須控制當鑽石薄膜沉積時,不能破壞多孔矽奈米的表面結構,故鑽石薄膜,一方面必須依多孔矽奈米的表面結構在其上成長;另一方面,鑽石薄膜需克服成長時,因成核過大而失去奈米的粗造結構。需運用CVD加滲硼雜質法鍍鑽石薄膜,以及大的負偏壓,控制適當溫度、氣體流速和壓力等條件,而楊台發克服鍍鑽石時成核過大的困難──無須成核即可成長鑽石薄膜,目前申請台灣專利中。
楊台發提到,與一般的鑽石薄膜電極相較,因為須成核製程,薄膜厚度可至奈米,適合微奈米化元件未來在生醫、電子感測等應用及發展,不但如此,還將應用於IC產業,楊台發同時研發出電腦中央處理器的鑽石薄膜基板,協助電腦散熱降溫,預計未來開發後,商機無限。
楊台發表示,新的世紀以來,材料尺寸和結構的奈米化產生了許多前所未見的奇異特性,奈米材料的研發無疑的是廿一世紀科技發展中最重要的一環,且是全世界的潮流。而鑽石具有許多超越其他材料的特性,應用範圍十分廣,包括有研磨、功割、視窗、生醫感測和電子材料等。每年世界鑽石市場的需求超過千噸,人工合成的化學氣相沈積鑽石具有重大的市場商機。應用在生醫感測和電子材料上的鑽石,更是不計成本,品質要求嚴苛。
IC教父張忠謀甚至曾說:「下世紀是鑽石的世界。」如何提昇鑽石元件的品質以應市場上的需求實是科技上的一大挑戰不過,各國工業鑽石研發多往大鑽石的方向發展,台灣在設備上比不上,因此,他選擇往小的方向發展,研發出一百奈米的鑽石薄膜電極。
楊台發利用多孔矽表面的奈米粗造結構,將奈米結構的鑽石薄膜沉積於多孔矽基板。因為多孔矽粗造表面的奈米結構使其表面積增加千倍以上 在感測元件微奈米化時效率可提高千倍以上。利用了鑽石薄膜結構的奈米特性,其電化學特性也因此提升數倍。
製程上還須控制當鑽石薄膜沉積時,不能破壞多孔矽奈米的表面結構,故鑽石薄膜,一方面必須依多孔矽奈米的表面結構在其上成長;另一方面,鑽石薄膜需克服成長時,因成核過大而失去奈米的粗造結構。需運用CVD加滲硼雜質法鍍鑽石薄膜,以及大的負偏壓,控制適當溫度、氣體流速和壓力等條件,而楊台發克服鍍鑽石時成核過大的困難──無須成核即可成長鑽石薄膜,目前申請台灣專利中。
楊台發提到,與一般的鑽石薄膜電極相較,因為須成核製程,薄膜厚度可至奈米,適合微奈米化元件未來在生醫、電子感測等應用及發展,不但如此,還將應用於IC產業,楊台發同時研發出電腦中央處理器的鑽石薄膜基板,協助電腦散熱降溫,預計未來開發後,商機無限。
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