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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    高定向性熱解石墨表面缺陷誘發鈷及鐵薄膜斜向磁化行為
    (2011) 黃雅筠; Ya-Yun Huang
    本論文利用氬離子濺射高定向性熱解石墨基板,探討基板表面缺陷對鈷薄膜的成長與磁性的影響。利用掃描式穿隧顯微鏡觀察鈷原子在較平坦基板上小區域的表面形貌,鈷原子有向台階邊緣聚集、生成薄膜的傾向,而鈷薄膜的厚度隨著距臺階邊緣的距離減少而增加。歐傑電子能譜儀定量分析的結果,間接顯示出基板的缺陷會使鈷原子在平台上更均勻的成核、形成較均勻分佈的鈷顆粒薄膜。在磁性方面,我們利用垂直以及平行方向的磁光科爾效應來觀察缺陷對其的影響。在較平整的基板表面,鈷薄膜的易軸為平行磁化方向;然而,基板缺陷上生成的鈷薄膜在垂直及平行方向皆可測得柯爾訊號。經測試發現這個易軸為斜向的磁化方向,在厚度達到60 ML時仍可測得。代表基板表面的缺陷不只影響介面附近的成核行為,更影響之後薄膜成長的行為。為了更進一步探討,我們將鍍源換成鐵,觀察基板表面缺陷對鐵薄膜的磁性影響。在較平整的基板表面,鐵薄膜的易軸為平行磁化方向;基板缺陷上生成的鐵薄膜易軸方向呈現斜向磁化行為,其矯頑場有隨著鐵薄膜厚度增加而增加的趨勢。但鐵薄膜厚度為26 ML時,磁化方向會倒下、躺在平行磁化方向。基板表面缺陷除了誘發斜向磁化行為的發生之外,也影響了測得磁滯曲線的初始厚度。其生成的鈷及鐵薄膜所測得具磁性的初始厚度皆較平整的基板表面的薄。
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    鈷超薄膜在銀鍺√3×√3表面合金上之磁性研究
    (2011) 李聖尉; Sheng Wei Li
    在超高真空系統中,利用熱蒸鍍槍在鍺(111)單晶基材上成長銀薄膜,並熱退火處理成√3×√3銀鍺表面合金,再於其上以直熱式燈絲鍍上鈷超薄膜,並以歐傑電子能譜儀、低能量電子繞射儀及表面磁光柯爾效應儀來探討其表面物理性質。在常溫下成長鈷薄膜在√3×√3-Ag/Ge(111),並進行歐傑電子能譜儀及表面磁光柯爾效應儀量測,可知當鈷膜厚愈厚,則磁化量值亦隨著增大,另外由實驗數據可知,僅需0.7 ML的√3×√3-Ag便可以阻絕鈷鍺形成鈷鍺化合物、阻絕非磁性層的產生。而Co/√3×√3-Ag/Ge(111)系統在矯頑力及磁滯曲線的方正度上都比Co/Ag/Ge(111)來的好,可推論√3×√3結構的銀表面會較為平整。在鈷膜厚較薄時,經由降低環境溫度實驗証實在低溫之下是有縱向柯爾訊號,並非不具磁性。當鈷膜厚漸厚,則M0(磁化量值)及β(磁化指數)皆有增大趨勢,唯獨4.5 ML Co/√3×√3-Ag/Ge(111)因鈷膜厚甚薄,樣品居里溫度低於160 K而無法測得柯爾訊號。對不同厚度的Co/√3×√3-Ag/Ge(111)進行熱退火處理,發現歐傑能譜之鈷訊號有下降的趨勢,經由化學偏移實驗可以証實是為鈷擴散進入底層,相對地鍺擴散進入上層的鈷,並且有形成鈷鍺合金。在磁性方面,鈷厚度愈厚,縱向磁化量值便愈大而無極向磁化量訊號,但隨著熱退火功率漸增,磁化量值卻有迅速減少的趨勢。直至熱退火功率增為8瓦後柯爾訊號便不再出現。
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    鐵/鉑(111)超薄膜上曝氧之組成與磁性研究
    (2009) 李盈蓁
    我們利用歐傑電子能譜儀(AES)及表面磁光柯爾效應儀(SMOKE)探測鐵超薄膜在純白金上經曝氧後的成分及磁性變化。在室溫下對鐵/鉑(111)系統曝氧,樣品表面含氧量隨著曝氧量增加而變大,當樣品表面含氧量達到飽和之後,表面含氧量即不再變化。從曝氧量的分析得知,平整的鐵薄膜表面較易形成鐵氧的化合,當表面形成氧化鐵之後,會開始出現島狀結構使表面變得不平坦,此時氧原子進行物理吸附速度會加快。不同厚度的鐵/鉑(111)樣品曝氧後,磁化易軸與未曝氧的系統一樣皆為縱向,然而受到表面形成之氧化鐵為弱鐵磁性所影響,表面曝氧達飽和吸附後,柯爾訊號會變弱。分析熱退火對曝氧前後之2 ML、3 ML鐵/鉑(111)系統的矯頑場之影響,我們發現無論是曝氧前或曝氧後的系統,其矯頑場在退火之後皆會上升,但是曝氧後的樣品矯頑場在較低的退火溫度即開始上升,可能是因為表面形成之氧化鐵具有鍵能較強的離子鍵,使得鐵原子不易向鉑基底擴散,因此能和鉑形成合金的純鐵厚度減少,使混合溫度提前。另外,鐵鉑合金會使矯頑場上升,然而表面氧化鐵形成會造成樣品的居禮溫度下降,此兩現象相互競爭,結果使矯頑場的變化並非隨著溫度升高而持續上升。從運用於磁記錄體的觀點出發來看,表面氧化鐵的形成對鐵鉑合金系統而言,因為不利於矯頑場增進的現象,因此較沒有實用的價值。
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    超薄氧化鈷膜在銥(111)表面上的製備與物性探討
    (2008) 李佳憲
    本論文內容將探討Co/CoO/Ir(111)超薄膜的薄膜成長與組成、表面磁性以及薄膜表面結構變化,並利用歐傑電子能譜儀、深度組成分析、表面磁光柯爾效應、低能量電子繞射等方法進行上述的研究。從薄膜成長與深度組成分析得知,在一定層數下的CoO會形成良好的化合狀態;將薄膜進行熱退火步驟後,O與Co的歐傑電子訊號比值會下降。CoO/Ir(111)超薄膜表面鍍上Co後,形成Co/CoO介面,零場冷卻後利用表面磁光柯爾效應儀測量磁滯曲線,發現隨著溫度的降低,矯頑力有增加的趨勢,但磁滯曲線呈現對稱的情況;在場冷卻下的表面磁性分析中,發現除了矯頑力增加,並且有交換偏移現象發生;從薄膜表面結構的觀察中,顯示出其結構週期性變強。經由系列化研究超薄膜系統在不同膜厚下的行為,可以得到鐵磁層與反鐵磁層間交換耦合的最佳條件。