MRS Spring Meeting 2008選定於今年3/24~3/28期間舉行，今年舉辦的材料議題(session)高達42個，因此無法逐一詳閱，僅挑選包括低介電材料性質的機械特性研究，晶體形狀控制技術及相關理論探討及模擬，生物仿生材料研究三個主要項目，資料來源則擷取於oral、post及與參展者實際的討論與請教。
低介電材料
在低介電材料開發部分，NEC公司因應其BEOL模組的需求，開發了電漿共聚合技術，此技術之特色為可控制低介電材料層化學及物理特性，藉由控制數種氣相前驅物之矽氧烷化合物之不飽和碳鏈之組成，例如混合長鏈(tight chain)及環型(ring type)之siloxane，此技術可達到多層分子孔洞級之低介電層(molecular-pore-stack)，且有良好的接著性。 IBM公司則提出一篇演講，他們使用sol-gel法合成有機矽酸鹽玻璃薄膜，發現含有碳原子架橋鏈段(carbon-bridging unit)之玻璃薄膜較純無機膜的破壞能量(fracture energy)高，此分子結構如圖1所示。
圖一、Molecular structure with carbon bridge segment.
IBM認為這種材料之機械性質界於玻璃與高分子之間，且具有抗龜裂(crack-resist)的效果，此外，研究亦說明薄膜之機械強度隨著孔洞的導入而呈現線性的降低，此種具有抗龜裂性質的多孔膜未來可應用於積體電路、薄膜感測器、光波導元件及燃料電池。
奈米晶體之幾何形狀控制
在奈米晶體之幾何形狀控制方面，賓州州立大學之T. J. Huang使用化學蝕刻(chemical etching method)技術於玻璃基材表面開發奈米碟狀金之陣列(nano disk array)，此奈米碟狀金陣列之製造技術首先需使用nanosphere lithography(NSL)，接著使用反應離子蝕刻(reactive ion etching)，研究發現，此奈米碟狀金陣列具有紅色位移(redshift)的性質。圖3說明該陣列之位移效應，該碟狀陣列的電漿共振範圍可從可見光波長至近紅外線之200nm，離散偶極估算法(discrete dipole approximation)亦證實此一現象。
圖三、Set of extinction spectra shifted from vertically to clarity.
Washington University之Y. Xia探討奈米金cage的合成及其應用，他們利用將奈米銀粒子與HAuCl4 進行galvanic replacement ，在適當的條件下可合成不同幾何構型的奈米金cage，如圖8所示。
圖8、SEM and TEM images showed the different stages of the galvanic replacement reaction with different types of Ag nanostructure as the sacrificial template.
(A-C) (D-F) (G-I)
奈米金cage可應用於數種不同領域，如藥物傳遞，腫瘤影像分析及光熱治療(photothermal therapy)，Xia等人即調整奈米金cage表面的電漿共振至近紅外線，可使奈米金於血液及組織中的衰退減緩，進一步應用於optical coherence tomography(OCT)之反差劑，及肺癌細胞的選擇性光熱治療。
仿生材料
在仿生材料部份，亦有多篇極具探討價值之演講及海報展示，University of Southern California之R. L. Brutchey發現一系列具催化效果之蛋白質，是由海綿中之針狀silica中萃取而得，因此他們將此一家族系列之蛋白質命名為silicatein，圖9為利用此solicatein穩定BaTiOF4之示意圖。應用此生物催化劑，可在常溫常壓及pH中性的條件下合成perovskite材料，傳統上，此種材料需在高溫高壓或極酸極鹼的條件下方可合成，他們亦應用此生物催化劑合成單配位之金屬氧化物，同時也擴展至三配位之金屬氧化物。
圖9、(a, b) BaTiOF4 florets catalytically grown and templated by native silicatein filaments at 16 C. EDX elemental maps (of image shown in b) for (c) barium, (d) titanium, and (e) fluorine.
作者：陳致光 / 工研院材化所
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