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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    基於表面鈍化與添加劑工程之二維鈣鈦礦發光二極體
    (2025) 羅珮瑄; Lo, Pei-Hsuan
    本論文針對準二維鈣鈦礦材料於發光元件中的應用進行研究,聚焦於表面鈍化、結構掌性與添加劑工程三項關鍵技術,探討其對元件效率、穩定性及自旋極化發光的影響。在第一項工作中,選用RP型準二維鈣鈦礦 PEA2(FAPbBr3)2PbBr4 作為材料,透過熱退火與 TOPO 鈍化劑進行優化。結果顯示,90 °C退火60分鐘並搭配4 mg/mL TOPO處理可有效提升結晶性、抑制非輻射復合,並增加光致發光量子產率與外部量子效率,證實表面工程可改善元件性能。第二項工作是合成R-/S-NEABr掌性準二維鈣鈦礦,分析不同結構相組成與掌性光學特性。當樣品同時具有n = 2相時,激子可進行能量遷移並維持掌性訊息,產生CPL;反之,僅具n = 1結構者則雖有CD訊號但無CPL表現。元件應用上,本研究設計兩種LED架構。Type 1 LED以掌性鈣鈦礦為發光層,證實老化後之422樣品可產生CPEL。Type 2 LED則以掌性層作為CISS過濾層,搭配Super Yellow為發光層,僅於新鮮且添加[BMIm]OTf條件下觀察到明顯CPEL訊號。綜上,結構分層與介面優化對於掌性鈣鈦礦在自旋光電元件中的應用具有關鍵意義,亦展現其發展潛力。
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    超高光學深度量測之二能階吸收光譜與光學前驅波技術之比較研究
    (2025) 趙翊亘; Zhao, Yi-Xuan
    在量子光學與量子資訊領域中,冷原子介質的高光學深度(Optical Depth,OD)是實現高效能光記憶體與量子通訊的關鍵。然而,傳統以二能階吸收光譜為基礎的頻域掃描方法,在高OD 冷原子團的量測上效率低下,且易受透鏡效應影響。為解決此問題,本研究提出一種以時間域超輻射(Superradiance, 又稱前驅波Precursor)現象為基礎的新型OD 量測技術。該方法僅需注入一個短脈衝並記錄其時域響應,即可經由Bessel 函數解析擬合反推出OD,省去傳統掃頻過程。本論文建構出結合磁光阱(MOT)與壓縮技術的冷原子平台,成功產生OD∼ 103 的原子團,並設計具有奈秒等級解析度的探測光路。透過理論推導與實驗比對,證實時間域超輻射法與傳統二能階吸收光譜法在中高OD 條件下具有良好的一致性,且可顯著縮短量測時間。此技術未來可應用於即時監測、動態調控,並可望與量子記憶體、單光子源等元件整合,拓展其在量子科技中的應用潛力。
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    利用原子力顯微術探討二硫化鉬表面的奈米摩擦伏特效應
    (2025) 楊焜華; Yang, Kun-Hua
    本研究利用原子力顯微鏡(AFM)探討二硫化鉬(MoS₂)與鉑(Pt)探針接觸下的摩擦伏特效應(Tribovoltaic Effect),並分析不同探針所施正向力、二硫化鉬層數、實驗時的溫濕度對局部摩擦伏特電流的影響。首先,我們透過赫茲接觸模型推估實驗中探針與二硫化鉬表面的接觸面積,以及因正向力造成的垂直方向的壓縮量與,作為後續摩擦伏特電流變異分析的物理基礎。隨正向力增加,我們觀察到摩擦伏特電流隨之上升。這主要歸因於正向力提升導致探針與樣品間的接觸面積擴大,增加了界面區域內電子–電洞對的激發機會。同時,壓縮作用促使二硫化鉬表面產生更高的機械變形與應力集中,進一步降低肖特基能障(Schottky Barrier, SSB),提高載子的激發與分離效率,從而使摩擦伏特電流隨正向力增加而增大。我們進一步的研究顯示,樣品不同區域在相同正向力下會呈現正電流、負電流或無明顯電流的行為,反映出二硫化鉬表面態密度、缺陷及局部PN型變異造成的電子性質的非均勻性。克氏表面電位顯微鏡(Kelvin probe force microscopy, KPFM) 的量測進一步驗證了樣品表面接觸電位(contact potential difference CPD)分佈的不均勻性。 此外,隨二硫化鉬層數增加,其能隙轉增加機械剛性上升對電流表現產生影響,溫度提升則提高費米能階與載子激發效率,溫度梯度形成的熱電勢,這些因子都會對摩擦電流產生影響。本研究系統性地揭示了多因素交互作用下摩擦伏特效應的行為特徵,並提供理解界面能量轉換與電荷分離機制的重要依據,對於未來摩擦能量收集器件的設計具有參考價值。