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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    NaxCoO2 (x = 0.68 and 0.75) 薄膜劣質化效應之光譜性質研究
    (2009) 卓文中; Cho, Wen-Chong
    我們量測 NaxCoO2 (x = 0.68 與 0.75;膜厚 100 nm、280 nm 及 500 nm) 薄膜系統的雷射拉曼散射光譜與橢圓偏光光譜,藉由拉曼活性振動模與電子結構隨時間的變化,探討 NaxCoO2 薄膜的劣質化效應。 先前許多參考文獻指出 [22, 33, 49, 56, 61],NaxCoO2 (x = 0.68 與 0.75) 單晶樣品的拉曼散射光譜展現二個顯著的特徵峰,其頻率位置約 465 cm-1 與 580 cm-1,我們的新鮮薄膜樣品 (x = 0.75;膜厚 280 nm 與 500 nm) 也有相似的結果。有趣地是,我們觀察到所有新鮮之 NaxCoO2 薄膜 (x = 0.68、膜厚 100 nm、280 nm 及 500 nm 與 x = 075、膜厚 100 nm) 多顯示了一個拉曼散射峰,其頻率位置約為 445 cm-1,此特徵峰對應鈉離子的 E2g (Na) 振動模,且隨著樣品老化而消逝。因此,445 cm-1 之拉曼峰便成為我們判別鈉離子由有序性排列轉為無序性排列的重要指標。另外,我們發現新鮮之 x = 0.68 薄膜樣品表面上散佈大小約為 40 m 的黑點,藉由量測其外圍、邊緣及中心三區域之拉曼散射光譜隨著時間的變化,得知在八天時間內,外圍與邊緣之鈉離子即明顯地向中心擴散。 最後,不論是 x = 0.68 或是 0.75 薄膜樣品,我們皆觀察到其高頻光學電導率隨著劣質化效應影響而呈現出不規則的變化,暗示因為鈉離子的無序性排列,改變了鈷氧層的電子結構。
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    熱電材料NaxCoO2(x=0.68, 0.75, and 0.84)之光譜性質研究
    (2007) 徐旻宏; Hsu Min-Hung
    我們研究不同濃度NaxCoO2樣品(其中包含了兩個x = 0.68和0.75的單晶薄膜,以及一個x = 0.84的單晶)的拉曼光譜。在新鮮的x = 0.84單晶樣品中,我們發現隨著觀測區域的不同,出現三個名為α-、β-和γ-型的拉曼光譜,其分別含有2、3和7個拉曼振動膜。我們認為α-型的數據代表(除了鈉離子濃度為0.5之外)NaxCoO2的拉曼光譜;而β-和γ-型的拉曼光譜則是由於Co3O4雜質所造成的。我們也發現Co3O4雜質與實驗時間和過量雷射功率有密切的關連性。有趣地是,在另一個放置了兩年半的Na0.84CoO2單晶樣品中,由Electron Probe for Microanalysis (EPMA)量測發現其鈉離子濃度會由樣品中間向邊緣呈現由高至低遞減的分布,拉曼區域影像光譜顯示在距離樣品邊緣11微米的地方發現了Na0.5CoO2的存在,這和EPMA的結果相吻合,證實了鈉離子濃度分布的現象。 此外,我們對量測了NaxCoO2薄膜(x = 0.68與0.75)的變溫光譜。我們發現在低溫時前者比後者具有更長的電荷載子平均自由路徑,顯示Na0.68CoO2有較強的金屬性。在光學電導率光譜中,我們發現x = 0.75的波峰A(~25000 cm-1)和波峰B (~12000 cm-1) 其中心頻率差值比x = 0.68的來得大,顯示出Na0.75CoO2有較強的自旋擾動行為,和其具有較佳的熱電能力相關。這兩個薄膜的光學電導率在頻率約為150 cm-1時,都出現了壓抑的情形,造成了”異常的居德行為”,這與虛能隙的狀態有關,我們也進一步藉由散射率在此頻率附近急速下降的趨勢來驗證此狀態的存在。這顯示出NaxCoO2在這兩個濃度下,不是一個簡單的金屬氧化物,呼應了NaxCoO2系統具有複雜x-T相圖的物理特性。
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    N型Bi1.5Sb0.5Te3-xSex與P型Bi0.5Sb1.5Te3-xSex熱電材料製作與物性研究
    (2013) 吳誌中; Zhi-Zhong Wu
      碲化鉍 (Bi2Te3) 與其合金是可運用在200-500 K重要的熱電材料,而其熱電轉換效率或熱電優質係數可藉由參雜成分或參雜比例提升與優化。為了希望ZT能在高溫區有較最大轉換效率應用於廢熱回收,我們利用硒取代Bi0.5Sb1.5Te3-xSex系統中之碲來提升其在高溫區的熱電轉換效率係數。研究中,當硒參雜量增加時伴隨著電阻率、西貝克係數與熱傳導係數呈現有系統地改變,本研究結果發現在480K,x=0.5時有熱電優質係數0.79相較於無參雜的Bi0.5Sb1.5Te3提高了11%的熱電轉換效率。   藉由相同方法利用硒取代N型熱電材料Bi1.5Sb0.5Te3-xSex系統中之碲,並且發現熱傳導隨著硒的取代量增加而顯著的降低,因此我們成功的藉由熔煉與SPS燒結製作之樣品在500 K時將熱電優質係數由Bi1.5Sb0.5Te3 的0.13提高至Bi1.5Sb0.5TeSe2的0.55。