物理學系

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本系師資陣容堅強,現有教授15人、副教授12人、助理教授2人、名譽教授5人,每年國科會補助之專題研究計畫超過廿個,補助之經費每年約三千萬,研究成果耀眼,發表於國際著名期刊(SCI)的論文數每年約70篇。

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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    共催化劑修飾於矽微米柱以提升光催化產氫之效率
    (2016) 楊凱智; Yang, Kai-Chih
    石化燃料快速之消耗,使可再生之替代能源更加被重視。近期以半導體材料進行光催化水分解之研究蓬勃發展,乃因光陰極產生之氫氣已被視為具發展性之替代能源。本實驗藉微影與乾蝕刻技術將矽基板蝕刻成矽微米柱結構(Si MWs),以提升光陰極之吸光率與反應面積。然而其光生載子動能偏低與表面易生成氧化物之問題,使矽無法有效進行光催化水分解反應。 故第一部分實驗以簡易化學合成法,將共催化劑鈷二硫屬化物(CoX2)修飾於矽微米柱上於廣範pH值溶液進行光催化產氫反應,CoX2降低因矽照光所產生之電子電洞對之再結合,進而提升光催化水分解之效率,並因其核-殼狀結構隔絕矽表面與氧氣之接觸,抑制矽表面生成氧化層,進而提高光陰極材料之穩定性。實驗中修飾二硫化鈷之光陰極(Si@CoS2)於酸性溶液下表現優於修飾二硒化鈷之光陰極(Si@CoSe2),乃因Si@CoS2具較大活性面積與較高之吸光率。然而,於中性與鹼性溶液之瞬態電流量測中,Si@CoS2具不穩定與過衝電流之現象產生。反觀地,Si@CoSe2穩定於廣範pH值溶液進行300分鐘反應,於鹼性溶液之計時伏安量測後,其光電流密度提升至-5.0 mA cm-2,乃因CoSe2轉為非晶相結構,使其裸露更多活性端與氫離子進行反應。 然而,因CoX2與p型矽之界面產生不適合之能帶彎曲,降低電子之傳輸效率,故於第二部分實驗選用能與p型矽產生p-n接面之共催化劑二硫化鉬(MoS2),並對MoS2摻雜過渡金屬(MMoSx;M = Fe, Co, Ni),使MoS2裸露出更多活性端。於X光繞射與拉曼圖譜發現,異金屬原子之摻雜破壞MoS2之晶格結構,呈現非晶相之結構。於酸性溶液下,修飾MoS2之光陰極(Si@MoS2)於外加偏壓為零伏下之光電流密度達到-8.41 mA cm-2,其中以摻雜鈷金屬原子之光陰極表現最佳,其光電流密度於外加偏壓為下達到-17.2 mA cm-2。藉X光吸收能譜發現,MMoSx中僅鈷與鎳金屬原子為以取代鉬原子之方式摻雜入MoS2內,其中以摻雜鈷原子之MoS2裸露出最多之活性端,於計時伏安量測亦可發現,Si@MoS2摻雜鈷原子後其法拉第常數由原本63%提升至81%。