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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    對奈米碳管電極間的分子結之第一原理研究
    (2009) 李欣翰; Lee, Hsin-Han
    早期傳統上探討穿透係數Transmission(電子在特定能量的傳輸效應)或電導率Conductivity(電子在整體能量的傳輸效應)大多針對以電極夾接塊材元件的系統是以電極間夾入塊材的系統,整體上,元件及電極仍維持晶體的性質。1980年代之後因製成技術的突破,而漸漸發展出奈米元件,或甚至是電極間以單一分子結 (single molecule junction銜接的系統),這探討這些尺度小於電子平均自由徑的元件系統,必須考慮量子傳輸(quantum transport)的模型。 由於實驗上的方便,起初研究單一分子結多是以金屬當做電極。在之後有實驗做出以奈米碳管為電極的single molecule junction [1,2],這樣的系統有別於在許多junction裡,金屬與分子間定義不清的鍵結,及不確定的幾何形狀,奈米碳管與分子間形成共價鍵的系統比較牢固,加上奈米碳管特有的quasi 1-dimension特性,使之更有研究價值。近年來對分子電子元件中量子傳輸的探討,是很受注目的課題, 本篇論文使用第一原理計算(ab-initio)探討奈米碳管電極間分子結的穿透係數,我們使用以密度泛函理論DFT(Density Function Theory)為架構的McDCAL(McGill-Device-CALculator)進行一系列的模擬分析。我們計算在chiral vector 為 (8,8) 的單層奈米碳管SWCNT(single wall Carbon Nano-Tube)之間以兩個等長的聚烯(polyene)分子構成的分子,然後和Tight binding理論計算的結果進行比對。而穿透係數是重要的基本特性之一,對分子電子元件的電流能有所了解,可用於I-V curve 的計算。
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    奈米碳管分子結間電子傳輸與干涉現象之第一原理研究
    (2013) 陳凱榆
    本篇論文以奈米碳管(Carbon Nanotube, CNT)與分子結構所形成的一維系統為題,利用第一原理(Ab initio)方法計算其傳輸性質;依據分子結構的不同,發現會有干涉現象的產生。藉由與緊束縛模型(Tight Binding model)所得的結果相互比對,透過傳輸係數(Transmission Coefficients)及態密度(Density of States, DOS)的分析,可歸納出影響類似此種結構之奈米電子元件的電子傳輸性質為何,並且進一步地了解量子傳輸理論(Quantum Transport Theory)。
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    奈米碳管電極之間分子結的電子傳輸研究
    (2017) 林明寬; Lin, Ming-Kuan
    本篇論文以斜切的armchair奈米碳管(carbon nanotube)作為分子結(molecular junction)中的電極。使用緊密束縛模型(tight-binding model)計算斜切的armchair奈米碳管、直切的armchair奈米碳管和直切的zigzag奈米碳管從表面到內部的局域態密度(local density of states)。直切的armchair奈米碳管和直切的zigzag奈米碳管的每一層局域態密度分別顯示三層循環的週期性振盪和局域的邊緣態(edge state)。斜切的armchair奈米碳管不只具有週期性振盪,也具有局域的邊緣態。在局域態密度的研究之後,我們把一條或兩條多烯(polyene)接在兩個斜切的armchair奈米碳管之間作為分子結。使用緊密束縛模型和第一原理(ab initio)方法研究分子結的電子傳輸性質。One-polyene分子結在費米能量(Fermi energy)的傳輸(transmission)數值接近1,所以它恢復了一條電子傳輸通道。Two-polyene分子結在費米能量的傳輸數值在0和2之間變化,所以它顯示了干涉效應。儘管緊密束縛模型和第一原理的結果大致相同,但是從這兩種方法得到的結果還是有不一致之處。藉由調整緊密束縛模型中參數的大小,研究分子結的傳輸性質如何變化。我們發現分子結的傳輸性質會受到來自於分子內的鍵結(intra-molecular bonding)強度、耦合(coupling)強度和on-site energy的影響。