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 Item 氧電漿表面處理對少層數二硫化鉬表面特性的影響(2023) 張乃勻; Chang, Nai-Yun二硫化鉬由於其優異的光學、電性、以及磨潤性質，在未來的微米或奈米機電系統中，有著極大的應用潛力。在製作奈米元件的過程中，氧電漿表面處理是一種常用的表面處理方法。因此，了解氧電漿表面處理對二硫化鉬表面性質的影響是很重要的。在我們的研究中，我們使用了原子力顯微鏡研究化學氣相沉積法所製備出的少層數二硫化鉬經過不同氧電漿表面處理時間後，其表面形貌、表面摩擦力和表面吸附力隨電漿處理時間的變化。我們並藉由拉曼光譜和X射線光電子能譜來觀察二硫化鉬在經過氧電漿表面處理後，其晶格結構的變化與表面氧化的程度。我們發現原子力顯微鏡的探針與二硫化鉬表面間的表面摩擦力和表面吸附力會先隨著氧電漿表面處理時間增加而增加，原因是因為二硫化鉬表面經過氧電漿表面處理後，會產生硫缺陷，因此可能將環境中的水分吸引到二硫化鉬的表面上，使得針尖與樣品表面間形成奈米級水橋，導致表面吸附力量值增加。然而，在經過較長的氧電漿表面處理後，我們所量測到的二硫化鉬表面摩擦力和表面吸附力突然降低。這歸因於二硫化鉬表面上開始形成三氧化鉬，並且會出現多個明顯的裂縫和奈米捲，導致二硫化鉬表面變的十分粗糙。這種粗糙的表面將導致針尖與樣品表面間的有效接觸面積減小，因此造成我們量測到的表面摩擦力和表面吸附力較小。藉由我們的實驗結果可以知道，在元件製造過程中使用的氧電漿表面處理技術，在不同氧電漿處理的時間下，二硫化鉬的表面形貌及奈米磨潤特性都會發生變化。我們的實驗結果將可能應用在製做微奈米機電系統的過程中。Item 利用原子力顯微鏡探討細菌細胞壁結構的破壞(2013) 陳偉昌大腸桿菌受到紫外光照射後，菌體形貌會產生變化，且隨著照射強度增加，菌體形貌的變化也會增加，利用原子力顯微鏡在生物樣品量測的優勢，來了解為什麼菌體會有如此變化。細胞壁是主要維持細胞形貌的因素，而組成細胞壁的結構分別是肽聚醣層與脂多醣層，所以探究肽聚醣層與脂多醣層是否遭受紫外光照射而破壞，是本研究的重點。 本研究利用原子力顯微鏡，在大氣環境下測得，大腸桿菌產生的吸附力做功會隨著照射紫外光的能量提升而下降，這表示維持吸附力的脂多醣層的確受到紫外光照射而破壞 在液態環境下測得，大腸桿菌的有效彈性常數與楊氏模數經由紫外光照射後會下降，利用楊氏模數下降這可以證明紫外光照射，也會產生肽聚醣的破壞。 使用恆定力輕敲式掃描模式系統進行實驗，利用其在液態環境優異的解析度，讓我們在液態環境更精準的量測，實驗結果，其吸附力與楊氏模數的下降，與傳統原子力顯微鏡的結果相同。 使用表面增強拉曼光譜進行實驗，可以發現受紫外光照射的大腸桿菌有許多來自於DNA的訊號，未照射紫外光的大腸桿菌則沒有DNA的訊號，這表示，細胞壁的確受到了損害。 關鍵字：大腸桿菌、原子力顯微鏡、力與距離曲線、有效彈性常數、楊氏模數、紫外光、脂多醣層、肽聚醣層、細胞壁、表面增強拉曼光譜Item 利用掃瞄探針顯微鏡探測鈷、鎳及鈷鎳複合奈米粒子(2009) 許靜淑; Shiu jing-shu摘要 本實驗目的在利用原子力顯微鏡(Atomic force Microscopy，AFM)及磁力顯微鏡(Magnetic force Microscopy，MFM)掃瞄Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子的表面形貌與磁區觀察; Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子由台北科技大學所研發的改良式真空潛弧法(Arc-Submerged Nanoparticle Synthesis System，ASNSS)製備，並經由乙二醇溶液保存著。筆者採取兩種不同的外加磁場方法，觀察奈米粒子在不同外加磁場方法下的AFM與MFM之表面形貌與磁區變化行為;接著利用原子力顯微鏡與磁力顯微鏡本身內建軟體，分析奈米粒子的Contrast difference of MFM signal。 利用磁力顯微鏡大氣系統在觀測上的優勢是:易於操作(不需抽真空)、解析度高，可看到樣品的表面形貌與最想觀測的磁區變化，搭配分析軟體可做Contrast difference of MFM signal的測量，並繼續利用Origin軟體作圖分析……等等。但是缺點在於真空度不佳，對於樣品表面的乾淨度不易維持，所以欲達到原子層級解析有困難，並且MFM的磁針只有三個月的壽命，必須趁探針尚有磁性的時候趕快測量，否則時間一過，就沒辦法量測出MFM圖形。另外，在掃MFM時容易遇到MFM模式常常掃不到磁區的情況，原因歸於有時候樣品的磁性變化不是那麼明顯，或是探針的磁性已經消磁等等。這是做實驗上遇到的最大困難度。此外，實驗上做Hemholtz線圈邊加磁場邊掃會容易受到磁場history的影響，也是實驗上會遇到的問題。 實驗結果顯示，排除MFM有時候不能掃到理想磁區的限制之外，磁力顯微鏡協助我們觀察Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子在不同外加磁場方式下所呈現的結果，的確對我們不同的樣品量測MFM的優良與否判斷有其貢獻。結果發現，Co奈米粒子的MFM磁區最容易觀察，反之，Co+Ni奈米粒子最不容易觀察，Ni奈米粒子居於中間。Item 利用掃描探針顯微鏡探測二氧化鈦奈米粒子(2007) 邱千鳳本實驗目的在利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)探測二氧化鈦奈米粒子的形貌；二氧化鈦粒子由台北科技大學所研發的改良式真空潛弧法(Arc-Submerged Nanoparticle Synthesis System, ASNSS)製備，製備出的奈米流體由不同的介電液收集著。筆者採取不同的取樣法與乾燥法，觀察奈米粒子在矽基底與銅/矽基底上是否有不同的聚集或分散行為；接著利用原子力顯微鏡本身內建軟體，分析粒子的尺寸。 利用原子力顯微鏡大氣系統在觀測上的優勢是：易於操作（不需抽真空）、解析度高，可看到樣品表面形貌與粗糙度，搭配分析軟體可作尺寸測量、grain分析與統計、三維顯示……等。但是缺點在於真空度不佳，對於樣品表面的乾淨度不易維持，所以欲達原子層級解析有困難，另外，取一張圖所需的時間長。 實驗結果顯示，排除原子解析度不可達的限制，原子力顯微鏡協助我們觀察TiO2奈米粒子在不同取樣方式的呈現結果，的確對我們的取樣方法的優缺判斷有其貢獻。合適的取樣方法標準是，以AFM影像掃瞄結果判斷：一為在微米尺度下（大尺度）粒子分佈均勻，而即使在小於微米尺度（奈米尺度）下有團簇行為依然是可以被接受的取樣方法；二為判斷粒子的尺寸大小是否為奈米粒子，即粒子徑度與高度均在100nm以下；或是形成的團簇粒子尺寸在微米以下，而且幾乎是均勻大小的尺寸。Item 氧缺陷對於氧化鋅薄膜奈米摩擦性質之影響(2016) 張桓僕; Chang, Huan-Pu本研究利用原子力顯微鏡的技術，來探討奈米尺度下，脈衝雷射沉積法所成長的氧化鋅薄膜其表面摩擦力對探針掃描速度的關係。我們發現氧缺陷的存在對於氧化鋅表面的摩擦性質扮演著重要角色。在低相對溼度的環境下，由於熱擾動造成的黏滑效應之影響，摩擦力與探針掃描速度呈正相關。然而，在高相對溼度的環境下，探針與氧化鋅表面的摩擦力在掃描速度小於2.7μm/s時與掃描速度呈現負相關，而在大於2.7μm/s時則呈正相關。這是由於氧缺陷可以吸附大氣中的水分子，因此在低速時，水分子有足夠的時間可以在探針與樣品粗糙表面間的空隙形成毛細水橋，使得摩擦力增大。但隨著速度增加，毛細水橋對摩擦力造成的效應將漸漸降低，使得摩擦力隨速度增加而減小。當毛細水橋不再有足夠時間形成時，摩擦力則再度與速度呈正相關。接著我們又利用光催化效應來操控氧化鋅表面的親疏水性。氧化鋅表面在被波長為365 nm的紫外光照射後將由疏水性轉變為親水性。此時所量得的摩擦力不僅大幅加，並且在不同濕度下，摩擦力對掃描速度皆呈現負相關。這是因為光催化反應可以大幅增加氧化鋅表面的氧缺陷，促進更多水分子的吸附，讓毛細水橋更容易在探針與氧化鋅間形成，進而影響了摩擦力對速度的關係。最後，利用光催化反應，氧化表面的溼潤性的轉變具有可逆性，因此我們可以利用此性質調控氧化表面摩擦力對速度的變化關係，這對未來利用氧化鋅為奈米元件材料的奈米機電系統將有應用的潛力。