物理學系
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近年來已在課程方面 著手變革，因應學子的各種不同的生涯規劃與需求，加強職業輔導與專業能力的提升，增加高科技相關課程，提供光電學程（光電半導體、半導體製程技術、近代光 學與光電科技等）、凝態物理、表面物理與奈米科技、高能與理論物理、生物物理、應用物理等研究發展專業人才，並配合博士逕讀辦法，讓大學部學生最快能在五 年內取的碩士（透過碩士班先修生），八年內取得博士，有助於提升本系基礎與應用研發能量，為各學術研究機構與業界高科技創新與研發人力（包括在光電業、半 導體製造業、電腦週邊產業等）。
本系亦推動網路教學（科學園）與數位科學研究，作為提供科學教學與學習系統平台的強化支援，並除了原先開設的教育學程外，多增強學生英語教學的能力，與世界科學教師系統連結，在教師從業方面，塑造世界級的物理科學教師，發揮教育影響力。
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Item 基於掌性鈣鈦礦的發光二極體(2024) 林思彤; Lin, Sih-Tong本篇研究旨在引入具有對映異構物特性之「掌性」有機長鏈分子R/S-MBA，在這個基礎之下合成準二維掌性鈣鈦礦R/S-(MBA)2(MA0.2Cs0.8)Pb2Br7作為主要研究目標，最後製成發光二極體後並探討其旋光特性。第一部份研究使用準二維掌性鈣鈦礦R/S-(MBA)2(MA0.2Cs0.8)Pb2Br7作為「發光層」或「掌性選擇層（有機螢光材料Superyellow（Super yellow light-emitting PPV copolymer）作為發光層）」，透過比較其左掌性或右掌性的旋光特性進行各項量測並探討其光電特性。在這項實驗中，我們發現掌性鈣鈦礦在做為發光層時電致發光無法表現出明確的旋光特性；但在做為掌性選擇層時能夠發揮良好的左旋或右旋之選擇性，使得電致發光能明確分辨出左旋光或右旋光。第二部份研究中，本文使用R-(MBA)2(MA0.2Cs0.8)Pb2Br7作為發光層並透過添加不同比例之3-(Decyldimethylammonio)propanesulfonate inner salt（Caprylyl sulfobetaine，SB3-10），成功地將元件之效率由0.767%提升至2.304%。其關鍵在於引入此穩定劑能夠與鈣鈦礦晶粒邊界上的陰、陽離子作用進而鈍化鈣鈦礦薄膜中晶粒的表面缺陷，達到改質的效果。Item Item 單層六方氮化硼中穿隧摩擦電荷動態之研究(2024) 王瑞禧; Wang, Ruei-Si在本研究工作中，我們探討了單層六方氮化硼在帶電摩擦過程中，穿隧摩擦電荷注入、儲存與耗散現象。我們使用原子力顯微鏡(atomic force microscope, AFM)操控帶有偏壓的導電式探針在單層六方氮化硼表面進行帶電摩擦，並在摩擦結束後立刻使用克爾文探針顯微鏡(Kelvin probe force microscope, KPFM)量測摩擦區域表面電位的變化。我們發現在帶電摩擦的過程中，導電式探針上的電荷會透過穿隧摩擦起電效應(tunneling triboelectric effect, TTE)由六方氮化硼的結構缺陷穿隧並儲存在下方的空氣層與二氧化矽基板中，造成摩擦區域的表面電位發生變化，而變化的程度可以透過摩擦時施加在探針上的偏壓調控。我們還發現，摩擦區域的表面電位變化會隨著量測KPFM的次數增加而下降，這表示量測KPFM的過程中儲存在摩擦區域的穿隧電荷會反向穿隧被導電探針帶走，導致穿隧電荷逐漸消散。此外，穿隧電荷隨量測次數的消散動態行為會符合自然指數衰退的模型。最後，我們使用氬電漿轟擊以增加六方氮化硼的結構缺陷，並發現帶有較多缺陷的樣品在摩擦過後，穿隧電荷的消散會比原始樣品更快。我們的研究揭示了單層六方氮化硼的帶電摩擦特性，使我們更深入了解其作為元件電極保護層的可能性。Item 界面效應對掌性鈣鈦礦/鐵磁薄膜之磁性和磁光性質的影響(2024) 許博翔; Hsu, Po-HsiangItem 稀土鐵石榴石與鈣鈦礦異質結構的磁性、光電特性(2024) 施語柔; Shih, Yu-JouItem 鉍接觸電極旋轉角度在二硫化鉬場效電晶體的導電度相依性探討(2024) 羅漢傑; Lo, Han-Chieh近年來，在二維材料層與層間堆疊角度開展一個全新自由度來調控載子傳輸特性，顯示異質結構間的堆疊角度在追求更好的載子遷移率扮演至關重要的角色。同時，在電晶體接觸工程方面也展示了在半金屬鉍（Bi）在二硫化鉬（MoS2）場效應晶體管（FETs）中實現超低接觸電阻的顯著突破。基於這些研究基礎上，我們進一步探討以鉍金屬做為接觸電極的二硫化鉬電晶體，藉由旋轉鉍電極與二硫化鉬的接觸角度，研究導電率(conductivity)隨接觸角度的差異性。透過我們的研究顯示，導電率與接觸電極的旋轉角度改變呈現連續變化，在0°時達到最高點，並隨著接觸角度增加而導電率降低，在30°處達到最低點。這種趨勢在載子遷移率(Mobility)中也有所體現，最佳接觸角度時，載子遷移率幾乎增加一倍，且此現象與3-band tight binding理論模擬結果呈現一致的結果，顯示不同接觸電極角度情況下，在材料傳輸方向會具有不同的穿透率，進而導致電子特性隨接觸電極角度有所變化。此外，我們也進一步對於不同二硫化鉬晶格方向電子傳輸特性的探討，結果顯示，不論是Zigzag(ZZ)或是Armchair(AC)方向，導電率與載子遷移率均無顯著差異，顯示在二硫化鉬中不同晶格方向間的傳輸等向性。這項研究的意義延伸至通過精確管理材料之間晶格失配來提升器件性能的潛力，有望顯著提高計算速度和工作效率，為異質集成電路提供了廣闊的前景。Item FM/h-BN/FM之磁層間耦合與氫化效應(2024) 游雅婷; Yu, Ya-TingItem 在大氣環境下帶電摩擦介面中單層石墨烯和單層六方氮化硼之吸附特性(2024) 楊智傑; Yang, Chih-Chieh本實驗利用原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy, AFM）研究了二氧化矽基板上的單層石墨烯（Single Layer Graphene, SLG）和單層六方氮化硼（Hexagonal Boron Nitride, h-BN）在滑動摩擦起電區域下的吸附性質對濕度的變化。首先，我們使用導電式原子力顯微鏡（Conductive Atomic Force Microscopy, c-AFM），在大氣環境下通過帶有偏壓的探針摩擦SLG和h-BN表面，以建立滑動摩擦起電。我們改變五種不同的環境濕度來量測矽探針與摩擦區域間的吸附特性。我們的實驗結果顯示，在SLG表面使用正偏壓進行帶電摩擦後，由於摩擦過程中產生的結構缺陷，將使摩擦過的SLG表面與未摩擦之前相比產生較大的吸附力。然而，當使用負偏壓進行帶電摩擦時，摩擦過的SLG表面的吸附力會顯著高於使用零伏特和正偏壓摩擦後的表面。這是因為當我們施加負電壓進行帶電摩擦時，探針與探針表面間的奈米水橋將會被電解，產生的氫氧根將使得石墨烯表面被氧化並形成大量含氧官能團。這些含氧官能團將會吸收大氣中的水分子，使得矽探針與摩擦區域之間更容易產生毛細水橋並導致更大的吸附力。另一方面，當我們對h-BN表面施加負偏壓摩擦時，與正偏壓和零伏特摩擦後的表面相比，摩擦區域的吸附力沒有顯著差異，這表明h-BN表面沒有像SLG表面那樣發生官能基化的現象。我們的研究結果可能有助於將SLG和h-BN應用於具有帶電摩擦介面的奈米機電元件中。Item 脈衝雷射蒸鍍法沉積氧化釓鋅薄膜的磁光與導電特性(2024) 張芷郁; Chang, Chih-Yu本論文使用脈衝雷射蒸鍍法在c指向的藍寶石基板上沉積摻雜的氧化釓鋅薄膜，所有薄膜樣品的沉積條件皆為525 ℃與3×10^(-1) mbar的氧氣環境。X光繞射光譜中，只顯示氧化鋅和基板的特徵峰，沒有其他晶相，由此可知釓原子成功的摻雜進氧化鋅晶格中。隨著釓元素摻雜比例增加，薄膜的c軸晶格常數從無摻雜的5.20 Å下降到5.16 Å。光致螢光光譜的強度因為摻雜導致結晶品質變差而降低，所有樣品的光譜皆有近能隙發光譜線。在摻雜的樣品中，螢光光譜則可以看到鋅空缺、鋅間隙、氧間隙與中性和帶二價的氧空缺的發光峰。磁性相關的量測有室溫磁特性曲線與磁光法拉第效應。磁性檢測顯示，所有氧化釓鋅薄膜在平行磁場與垂直磁場方向皆為順磁性，並且在外加磁場約為1500 Oe時達到飽和。每一片樣品在兩個方向下的飽和磁化量幾乎相同，其量值介於0.80 emu/cm^3 〜2.84 emu/cm^3。磁光法拉第效應顯示，所有氧化釓鋅薄膜的皆在略大於氧化鋅能隙(368 nm)的近紫外光波段有較大的磁光法拉第響應，因此我們推測磁光響應在對應材料能隙的波段直接相關，Verdet constant的最大值介於56.28 rad/(T‧cm)〜362.05 rad/(T‧cm)。導電特性方面，電流-電壓特性曲線顯示所有樣品的電極與薄膜皆為歐姆接觸。利用范德堡量測法得到的氧化釓鋅薄膜電阻率介於11〜309.74 mΩ⋅cm，因為摻雜造成晶粒尺寸變小、晶粒邊界增多、缺陷類型與密度增加，導致電阻率變大。由霍爾效應得知所有氧化釓鋅薄膜皆為n型半導體。因為摻雜釓離子引入的電子，使載子濃度大幅提升，但摻雜超過1%時，氧化釓鋅薄膜的晶格缺陷變成載子陷阱，因此載子濃度隨釓摻雜濃度而下降，並在摻雜10%的釓時維持在略高於純氧化鋅的值，其值介於5.17 〜32.02×10^18 cm^(-3)。載子遷移率也從純氧化鋅的22.77 cm^2/V⋅s 大幅下降至4〜8 cm^2/V⋅s。Item 大腸桿菌內多套數質體受轉錄和細胞生理影響的聚集機制(2024) 汪冠霖; Wang, Guan-Lin目前對於多套數質體的聚集現象仍未出現完整的理論模型，我們試圖從轉錄與細胞生理的角度進行解釋。實驗結果表明質體上的轉錄強度雖影響了質體聚集，但並非導致聚集的主因。此外細胞內的基因表現量提升時在物理上導致了質體分布離散。我們於大腸桿菌BW25113中觀測ColE1衍生質體、pBR322。在活體細胞中ColE1質體傾向分佈於細胞的兩軸端點，且具有獨立於染色體排擠效應的聚集行為。對照在真核生物與染色體的組織研究，我們認為轉錄行為與細胞生理是導致質體聚集的可能原因，因此採取三種實驗：轉錄強度、轉錄因子數量與細胞狀態進行觀察。我們利用抑制子-操縱子(repressor- operator pair)專一性的阻斷質體上啟動子的轉錄，並使用FROS螢光標記質體的空間分佈，取得的質體分佈再以Ripley’s K function統計聚集程度。結果表明質體上的轉錄強度與轉錄因子並非導致質體聚集的主因，而兩者之間有複雜的關聯性。而另一方面，添加葡萄糖對質體的分佈的離散化是顯著且立即性的，從時間尺度上我們推測是基因表現提升在物理上的作用。此外隨細菌從快速生長期進入停滯期，質體的聚集強度增加，兩觀察顯示全細胞的基因表現強度有強烈影響。因此我們提出基於物理作用的NAPs互動模型，我們假定不具序列特異性的類核相關蛋白(NAPs)為使質體聚集的主因，其在空間中以橋接形成的三級結構即是質體聚集，並受轉錄的干擾而無法成型。