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 鉍接觸電極旋轉角度在二硫化鉬場效電晶體的導電度相依性探討(2024) 羅漢傑; Lo, Han-Chieh近年來，在二維材料層與層間堆疊角度開展一個全新自由度來調控載子傳輸特性，顯示異質結構間的堆疊角度在追求更好的載子遷移率扮演至關重要的角色。同時，在電晶體接觸工程方面也展示了在半金屬鉍（Bi）在二硫化鉬（MoS2）場效應晶體管（FETs）中實現超低接觸電阻的顯著突破。基於這些研究基礎上，我們進一步探討以鉍金屬做為接觸電極的二硫化鉬電晶體，藉由旋轉鉍電極與二硫化鉬的接觸角度，研究導電率(conductivity)隨接觸角度的差異性。透過我們的研究顯示，導電率與接觸電極的旋轉角度改變呈現連續變化，在0°時達到最高點，並隨著接觸角度增加而導電率降低，在30°處達到最低點。這種趨勢在載子遷移率(Mobility)中也有所體現，最佳接觸角度時，載子遷移率幾乎增加一倍，且此現象與3-band tight binding理論模擬結果呈現一致的結果，顯示不同接觸電極角度情況下，在材料傳輸方向會具有不同的穿透率，進而導致電子特性隨接觸電極角度有所變化。此外，我們也進一步對於不同二硫化鉬晶格方向電子傳輸特性的探討，結果顯示，不論是Zigzag(ZZ)或是Armchair(AC)方向，導電率與載子遷移率均無顯著差異，顯示在二硫化鉬中不同晶格方向間的傳輸等向性。這項研究的意義延伸至通過精確管理材料之間晶格失配來提升器件性能的潛力，有望顯著提高計算速度和工作效率，為異質集成電路提供了廣闊的前景。Item 鐵磁性材料與二維材料之異質結構分析： 結構，磁性和特性操控(2023) 廖澤銘; Liu, Chak-Ming在二維材料體系中，獨特的特性和穩定的單層對稱結構具有發展令人興奮的物理的巨大潛力。此研究專注於製造 2D/2D 或 2D/鐵磁材料所組合的異質結構，並分析各種測量結果以研究幾個關鍵因素，包括擴散和插層現象、界面交互作用、以及涉及電子注入的化學吸附和物理吸附過程。在石墨烯(Gr)/CoPd系統中，Gr的覆蓋可以保護 CoPd 層免受氧化和層間擴散。如果沒有Gr，當暴露在大氣環境中 64 天時，表面粗糙度會增加，克爾強度百分比會降低。這表明未受保護的 CoPd 層隨著時間氧化和克爾強度退化。另一方面，當Gr存在時，形態和克爾強度保持穩定，保持CoPd的初始狀態。Gr充當保護屏障，防止氧氣和其他可能導致 CoPd 層氧化和降解的物質擴散。高溫成長的CoPd在 MoS2 上的沉積方法產生了均勻且平坦的二維層，如AFM 圖像中所觀察到的。CoPd 層的形態顯著影響 MAE，其中 CoPd/MoS2 的不同方位角方向表現出不同的磁異向能(MAE)。克爾圖像和磁滯迴線測量表明，改變 CoPd 層中 Co 和 Pd 的百分比組成（例如 Co 50%和35%）會導致 MoS2 的不同方位角方向都有其獨立的 MAE。 這表明MoS2的磁性能和優選磁化方向可以通過設計CoPd層的成分來控制。採用接觸力AFM技術可以去除PMMA殘留物，減小層間距離，剝離Gr層。通過施加110 nN的接觸力，樣品的粗糙度降低，並且可以觀察到Gr層中的皺紋。然而，由於剝離過程中引入缺陷，樣品的 PL 強度也會降低。當接觸力增加到 220 nN 以上時，結構損傷變得更加明顯，從輕微且不連續的薄片到 Gr 層完全剝落，使 MoS2 表面暴露。接觸力的作用對於確定剝落程度和最終的表面形態至關重要。此外，我們亦探討了在 Pt 尖端上施加正偏壓或負偏壓以及摩擦 Gr/MoS2 表面的影響，導致異質結構發生物理和化學變化，稱為掃描探針蝕刻。 該過程可以誘導MoS2從2H到1T相的相變或導致Mo-O鍵的形成。除了機械磨損之外，樣品和鉑尖端之間的水橋中還會發生電化學反應。產生的內部電場可以促進水分子的分離並誘導HER或OER。 這會導致 MoS2 結構的扭曲或氧鍵的形成。SPL處理後，D和G拉曼峰強度的比值（I(D)/I(G)）和I(G)/I(2D)比值可以洞察Gr結構的變化，包括空位濃度、結構連續性和晶格應變。MoS2 的 PL 特性表現出半導體行為改變。透過以上多個二維異質結構的研究，更多的功能性及操控有機會應用在未來的二維元件之中。Item 雷射照射下石墨烯/二硫化鉬與六方氮化硼/二硫化鉬雙層異質結構之穩定性(2023) 許聖郁; Hsu, Sheng-Yu本研究使用拉曼光譜及螢光光譜，研究了二硫化鉬和石墨烯/二硫化鉬和六方氮化硼/二硫化鉬等結構在不同雷射功率下的穩定性。結果顯示，在石墨烯/二硫化鉬和六方氮化硼/二硫化鉬等異質結構中，薄膜能夠隔絕大氣並增強二硫化鉬受雷射影響的穩定性。原子力顯微鏡表面形貌和拉曼光譜顯示，經過56 mW、30 mW雷射照射裸露的二硫化鉬後，二硫化鉬會凸起並發生結構變化，並且拉曼訊號在30分鐘後衰減至原本的10 %。結構變化的過程中，A1g和E2g兩個特徵峰會發生紅移，A1g的紅移是由氧化產生的p-dope所引起，而E2g則是由結構變化產生的應變所導致。對於石墨烯/二硫化鉬系統，我們觀察到不同的光譜特徵。在雷射照射過程中，拉曼特徵峰和光致螢光強度並沒有快速下降，這顯示結構變化現象被抑制。而對於六方氮化硼/二硫化鉬30 mW的實驗組中，觀察到拉曼特徵峰和光致螢光強度呈現先上升的趨勢，因此推測在略低於30 mW雷射的環境下，六方氮化硼/二硫化鉬能夠保持穩定。結果顯示石墨烯/二硫化鉬受雷射照射影響的穩定性最佳，六方氮化硼/二硫化鉬次之，未經覆蓋而裸露的二硫化鉬穩定性最差。Item 鈷/六方氮化硼-異質結構之表面形貌探討(2023) 蔡泓儒; Tsai, Hong-Ru由於二維絕緣體材料六方氮化硼 (h-BN) 與塊材結構亦為六方晶體的鈷 (Co) 之晶格結構一致，而且晶格常數的匹配度非常接近，因而此論文專注使用原子力掃描顯微儀 (Atomic Force Microscopy) 研究鈷在六方氮化硼上磊晶成長為薄膜的過程中，其表面形貌如何隨堆疊厚度而演化。本研究使用原子力顯微儀的輕敲模式，分析不同厚度的鈷連續薄膜和鈷微方格在矽基板和六方氮化硼的表面形貌，以及承受不同溫度的高真空熱退火前後的變化。實驗結果顯示，六方氮化硼在濕式轉移於矽基板歷經400度C退火一個小後，可達低於 ±1奈米的表面平整度。鈷薄膜蒸鍍於六方氮化硼，形成平整度約 ±2奈米，經歷400度C退火程序後，會形成較大的奈米島，高低落差為 ±5奈米，橫向尺寸約為數百奈米。此研究顯示，高溫退火對於「鈷/六方氮化硼」的形貌會有非常顯著的影響，這些實驗成果將能夠應用在使用「鈷/氮化硼」異質結構於未來的磁阻元件之中。Item Item 硒化銦-石墨烯異質結構電導的第一原理研究(2019) 蔡晴羽; Cai, Sylvia Qingyu這項研究是針對一系列由單層硒化銦（SL-InSe）和單層石墨烯（SLG）組成的凡德瓦異質結構所進行的第一原理研究。研究過程中，依照硒化銦與石墨烯層間不匹配（Mismatch）的邊界形貌將一系列異質結構量子元件劃分成兩類，以探究其性質差異並進行計算。 本研究關注的是硒化銦-石墨烯異質結構的量子傳輸特性，所有計算模擬的理論基礎結合了密度泛函理論（DFT）與Keldysh非平衡格林函數（NEGF）理論。進階的量子傳輸計算由Nanodcal完成，Nanodcal是一種基於NEGF-DFT理論方法的計算工具，本研究中使用的所有建模與計算工具包括：VASP，VESTA，Device Studio和Nanodcal。研究結果呈現出所選系列中硒化銦-石墨烯異質結構的量子傳輸趨勢。Item 二維材料介面導致鐵薄膜磁耦合分離現象(2018) 林宗佑; Lin, Zong-You本實驗旨在於探討鐵磁薄膜沉積在單層二硫化鉬(MoS2)與二氧化矽基板(SiO2 /Si(100))兩種不同表面上產生的矯頑場(coercivity)差異，其鐵薄膜具有不連續的磁耦合分離性質，並分析推測此現象的可能來源。 我們利用自製的化學氣相沉積系統(Chemical Vapor Deposition)合成大量二硫化鉬單層薄膜於二氧化矽基板，並以原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)、拉曼光譜儀(Raman spectrum)驗證其大多為單層的厚度結構。其後於超高真空環境(10-9 torr)蒸鍍鐵薄膜於其上，再以磁光科爾顯微鏡(magneto optical kerr mi-croscope)量測之。結果上，我們發現樣品表面的磁滯曲線(hysteresis loop)呈現非方正的鐵磁曲線，呼應我們對於鐵膜微觀表面上具有許多磁性粒子團的預測，且異質介面導致鐵薄膜在不同介面上有著相異的矯頑場，是為鐵薄膜磁耦合分離現象，此現象伴隨著鐵薄膜厚度提升而逐漸消失。