機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    以超快雷射製作石墨烯/二硫化鉬元件結構於氣體檢測
    (2021) 韓同耀; Han, Tong-Yao
    本研究利用超快雷射製程 (Ultrafast laser processing technique)進行製作設計的微型加熱感測元件及其特性探討,同時整合二硫化鉬(Molybdenum disulfide, MoS2)材料,以開發異質結構(Heterostructure)元件於氣體檢測(Gas detection)應用。本研究是採以有限元素法(Finite element method, FEM),在設計的串/並聯電路之微加熱結構元件,進行熱性能和電路的電流密度之預測。在實驗方面,是利用超快雷射直寫技術於石墨烯(Graphene)薄膜,其固定重複率為 300 kHz,在振鏡掃描速度為 300 mm/s及雷射能量密度為 2.19 J/cm2,進行製程路徑次數 2 次後,完成不同寬度的薄膜電極元件製作及其檢測元件特性分析。研究結果顯示:在施加相同電壓條件下,串聯電路結構的微加熱器穩態溫度較低,且穩態溫度受電路形狀的影響較大,其原因是串聯電路結構的電阻會明顯大於並聯電路結構,因此該元件通過的電流較小,產生的焦耳熱也較小。此外,本研究於石墨烯感測元件搭配MoS2溶液,以滴鍍(Drop casting)技術,開發MoS2/石墨烯微型加熱感測元件,並比較石墨烯微型加熱感測元件,進一步進行氣體檢測之靈敏度探討。本研究結果在石墨烯微型加熱感測元件方面,顯示在溫度於92 oC時,該元件偵測氣體濃度於100、300和500 ppm時,氣體響應值(Response)會分別為1.4 %、7.2 %和17.7 %。本研究結果在MoS2/石墨烯微型加熱感測元件方面,顯示在溫度於92 oC時,該元件偵測氣體濃度於100、300和500 ppm時,氣體響應值分會別為1.7 %、4.9 %和12.3 %。因此,本研究證明MoS2/石墨烯微型加熱感測元件具有良好的恢復性,在50 s內該元件的檢測電阻可以恢復至原始電阻。
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    應用超快雷射技術於石墨烯奈米銀金屬粒/聚醯亞胺複材之熱檢測元件探討
    (2020) 蕭鈞庭; Hsiao, Chun-Ting
    本研究利用超快雷射製程技術(Ultrafast laser processing technique)進行微結構(Microstructures)之熱元件(Heating device)製作及其特性之探討,以應用於氣體檢測(Gas detection)。在本研究中會使用超快雷射直寫技術分別於石墨烯(Graphene)/聚醯亞胺(Polyimide, PI)基材及奈米銀(Silver nanoparticles, AgNPs)/石墨烯/PI基材進行雷射測試,固定重複率為300 kHz、加工次數3次下,在振鏡掃描速度為500 mm/s及雷射能量密度為2.45 J/cm2,完成薄膜製程及元件製作,並依此參數製作不同寬度熱檢測元件。研究顯示在相同寬度5 mm下,石墨烯/PI基板給予功率6.10 W時,最高溫約134 ℃;奈米銀/石墨烯/PI基板給予功率5.83 W時,最高溫約104 ℃。另外,在相同寬度6 mm下,石墨烯/PI基板給予功率為6.10 W時,最高溫約110 ℃;奈米銀/石墨烯/PI基板給予功率4.48 W時,最高溫約113 ℃。進一步本研究顯示在寬度6 mm之奈米銀/石墨烯/PI基材熱檢元件,能給予較少功率,產生出100 ℃以上溫度,且基材彎曲90 o時,溫度仍能維持在100 ℃以上。同時,本研究搭配設計所製作的指叉狀(Interdigitated)電極元件進行氣體量測,研究顯示在一氧化氮(Nitric oxide, NO)濃度為650 ppm時,該元件電阻值可從78 上升至85 ,氣體響應值約9 %,且氣體響應值會隨氣體濃度增加而上升。
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    以皮秒雷射多孔薄膜元件技術於氣體檢測之研製與實現
    (2017) 甘鎧榕; Gan, Kai-Rong
    氣體檢測晶片及其模組開發技術,一直為空氣與環境監控的重要關鍵。近年來,雷射製程科技的發展迅速,超短脈衝(Ultra-short pulse)雷射之微細製程技術,也多應用在電子、機械與生醫工程領域。本研究採用超短脈衝雷射之微細製程技術進行材料進行電極及感測器之製備,與一般半導體製程之感測器相比於設計及初步研究時製程速度較快,即無需微影製程等複雜之步驟就可完成製作。本研究透過皮秒脈衝雷射直寫(Picosecond laser direct-writing)於石墨烯(Graphene)薄膜上進行感測圖型之製作,其構型有線圈式與指叉式結構,並探討二種結構對氣體感測結果之影響。最後再試著與3D之多孔材料製成之氣體感測器比較。本研究結果顯示線圈結構式感測器type 2 (3圈)對於水氣的反應靈敏,當相對濕度RH = 47% ~ 70%時,該電阻之檢測值可自1902 Ω至1934 Ω,其靈敏度(Sensitivity)為2.3%,且在量測一氧化碳(CO)氣體,該電阻之檢測值可自1823 Ω降低至1780 Ω,其靈敏度為1.6%。另外,使用氧化石墨烯多孔結構與平面指叉狀結構量測相對濕度RH = 45% ~ 65%進行比較,在氧化石墨烯多孔結構於電阻之檢測值會由10.8 MΩ降至0.18 MΩ,其靈敏度為99%,於指叉狀結構之感測器,其電阻之檢測值由2.22 kΩ上升至2.36 kΩ,其靈敏度為7.2%,顯示立體多孔結構其感測能力較為靈敏且對水氣之反應較快,且易達到穩定。