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 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 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 氮化鎵高電子遷移率電晶體中表面陷阱誘導閘極漏電的低溫溫度依賴性及其滯後現象之研究(2024) 潘敬揚; Pan, Ching-Yang本研究聚焦於蕭特基閘極氮化鎵高電子遷移率電晶體中表面陷阱輔助的閘極漏電現象，並分析其在 1.5 K 到 300 K 溫度範圍中的行為。在小的閘極電壓下，觀察到表面漏電由二維變程跳躍（two-dimensional variable-range hopping）主導。在較高的負閘極偏壓下，與電場相關的普爾—法蘭克發射（Poole–Frenkel emission）成為 200 K 以上的主要表面漏電機制。由於凍結陷阱效應（frozen-trap effect）隨著降溫而增強，低溫抑制了普爾—法蘭克發射，使得陷阱輔助穿隧（trap-assisted tunneling）變得明顯，逐漸成為主要的表面漏電機制。根據普爾—法蘭克發射模型的擬合結果，得到陷阱態的能階為 0.65 eV。元件亦展現出閘極漏電流的滯後行為，即表面漏電流不僅受到閘極電壓影響，也受其掃描方向及速率影響。此外，閘極漏電流滯後行為有明顯的溫度依賴性：在高溫下，由普爾—法蘭克發射引發的漏電流滯後有順時針的迴線，並且幾乎不受掃描閘極電壓的速率影響；而低溫下，由陷阱輔助穿隧引發的滯後迴線則為逆時針，並且在更高速的閘極電壓掃描下有著更明顯的滯後迴線。更深入地理解這些機制在不同溫度下對元件可靠性的影響，有助於未來用於低溫環境的氮化鎵元件的開發與優化。Item 低維度鈣鈦礦材料在發光二極體及光響應元件之光電特性與應用(2024) 洪瑄璟; Hung, Hsuan-Ching本論文涵蓋兩個主題的研究：一個是無藍害鈣鈦礦發光二極體的製作，另一個是兩種鈣鈦礦材料藉由旋轉塗佈法製成二維鈣鈦礦光響應元件。在無藍害鈣鈦礦發光二極體的研究中旨在透過控制低維度之〖 〖BA_2 MA_(n-1) Pb〗_n I〗_(3n+1) 的組成以製作出放出近似蠟蠋光色之發光二極體。在選擇材料的適當組成比例後，引入不同電子、電洞傳輸層進行效率量測以找出最適合之元件結構。最後，使用差溶劑處理、吹氮氣處理兩種方式修飾鈣鈦礦薄膜進而優化元件的量子效率，可將其量子效率提升至原本的1000倍。在二維鈣鈦礦光響應元件的研究中旨在將鈣鈦礦溶液透過快速簡單的旋轉塗佈法形成鈣鈦礦薄片並製成元件探究其光電特性。本研究使用兩種材料分別為：MA_3 Bi_2 I_9、Cs_3 Bi_2 I_9 ，所製作的鈣鈦礦薄片最薄僅約2nm，且可由光學顯微鏡所看到的顏色簡單辨認晶體厚度之大小。在 MA_3 Bi_2 I_9 之研究中對電學特性有較多的探討，可藉由量測電壓與電流之關係圖得到缺陷密度等材料參數，亦可由光電流與暗電流之電流差異得知 MA_3 Bi_2 I_9 晶體有製成光電導體（Photoconductor）之潛力。而〖 Cs〗_3 Bi_2 I_9 則著墨較多在其光學特性之探討。藉由量測其低溫 PL特性得知〖 Cs〗_3 Bi_2 I_9 晶體之能隙、半高寬等隨溫度的變化與傳統半導體更為相似，亦可得知如激子結合能等材料相關參數。兩種材料之晶體在光學、電學特性上所得到的成果，讓未來進行薄片之特性量測時可有所期待。Item 陷阱長寬比對無序位能中漲縮的凝聚體的影響(2024) 盧昱辰; Lu, Yu-ChenItem Item 以掃描穿隧顯微術研究複合有機異質結構之表面形貌與電子組態(2024) 黃步偉; Huang, Bu-Wei隨著新穎科技與半導體產業的發展迅速，有機半導體材料近年因多元材料特性而受到廣泛關注。紅螢烯(Rubrene)在過去已有許多相關的物理、化學和材料科學等研究；除了以高載子遷移率著稱，用其製作之有機電子元件皆有相當出色的表現，顯現紅螢烯作為有機半導體的潛力。然而，紅螢烯沉積於表面的原子尺度形貌、能譜以及相關研究仍屬缺乏。本研究主要透過自組式熱蒸鍍槍沉積紅螢烯於矽(111)、HOPG基板上形成有機異質結構，再透過掃描穿隧顯微術(STM)和掃描穿隧能譜術(STS)進行量測。紅螢烯分子以Stranski–Krastanov模式首先形成小型島狀結構；再形成填滿表面區域的單、雙分子層高平台；最終形成交互堆疊的島狀結構，顯現出紅螢烯沉積時的複雜性。在鎳金屬沉積於紅螢烯有機異質結構表面後，我們觀察到表面形貌的清晰度顯著提升；若進行表面形貌分析則可觀察到符合紅螢烯分子尺寸的單塔亮點結構，也觀察到與紅螢烯側方苯取代基匹配的雙塔亮點結構，推測紅螢烯分子將以駢四苯骨幹平行於表面的方式吸附，或以不同的分子方向進行沉積。本研究STS量測發現鎳金屬沉積後的有機異質結構能譜更為明顯，能隙(E_g)與紅螢烯單晶的理論能隙相符，但是大於先前文獻以光學方法測得之能隙數據，且傳導帶(E_c)與價電帶(E_v)位置也不同，凸顯出紅螢烯分子能帶結構之複雜特性。總而言之，本研究對於紅螢烯有機異質結構進行一系列量測實驗，並發現與先前文獻有所異同的結果；同時，本研究再次驗證金屬蒸鍍於表面將有助於提升掃描穿隧顯微術與能譜術之解晰度。相信值得以此作為出發點更進一步延伸探討，也將開啟相關研究新的範疇與視野。