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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    鐵/鉑(111)超薄膜上曝氧之組成與磁性研究
    (2009) 李盈蓁
    我們利用歐傑電子能譜儀(AES)及表面磁光柯爾效應儀(SMOKE)探測鐵超薄膜在純白金上經曝氧後的成分及磁性變化。在室溫下對鐵/鉑(111)系統曝氧,樣品表面含氧量隨著曝氧量增加而變大,當樣品表面含氧量達到飽和之後,表面含氧量即不再變化。從曝氧量的分析得知,平整的鐵薄膜表面較易形成鐵氧的化合,當表面形成氧化鐵之後,會開始出現島狀結構使表面變得不平坦,此時氧原子進行物理吸附速度會加快。不同厚度的鐵/鉑(111)樣品曝氧後,磁化易軸與未曝氧的系統一樣皆為縱向,然而受到表面形成之氧化鐵為弱鐵磁性所影響,表面曝氧達飽和吸附後,柯爾訊號會變弱。分析熱退火對曝氧前後之2 ML、3 ML鐵/鉑(111)系統的矯頑場之影響,我們發現無論是曝氧前或曝氧後的系統,其矯頑場在退火之後皆會上升,但是曝氧後的樣品矯頑場在較低的退火溫度即開始上升,可能是因為表面形成之氧化鐵具有鍵能較強的離子鍵,使得鐵原子不易向鉑基底擴散,因此能和鉑形成合金的純鐵厚度減少,使混合溫度提前。另外,鐵鉑合金會使矯頑場上升,然而表面氧化鐵形成會造成樣品的居禮溫度下降,此兩現象相互競爭,結果使矯頑場的變化並非隨著溫度升高而持續上升。從運用於磁記錄體的觀點出發來看,表面氧化鐵的形成對鐵鉑合金系統而言,因為不利於矯頑場增進的現象,因此較沒有實用的價值。
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    氧與氧化鈷在鈷/矽(111)超薄膜上之磁性研究
    (2008) 張惟祐; Michael
    摘要 本實驗在超高真空的環境中,使用蒸鍍的方式將Co膜成長在Si (111)-7×7表面上,通入高純度之O2來研究曝氧效應對於Co/Si(111)超薄膜之影響,以歐傑電子能譜儀分析其表面成份,以低能量電子繞射儀以及反射式高能量電子繞射儀觀察其表面週期性結構,以表面磁光柯爾效應儀量測其磁性質。 在純Si (111)基板以及CoSi2介面上,O2會有弱物理吸附而不形成化合態;在鍍上Co膜後,O2吸附之效應較強,且吸附效果隨著Co膜厚成正相關。而O2的吸附作用將改變Co/Si(111)超薄膜之表面磁性層的電子組態改變,故MS、MR與其磁滯曲線角型比皆呈現下降之趨勢。此外由於O2的吸附之效應,一方面降低了有效磁性Co的層數,因而降低了HC;另一方面形成了釘紮區域(pinning sites)阻礙磁化的反轉,因而提高HC,而本系統所觀測到HC之變化為此兩種效應互相競爭的結果。 另一方面,以氧壓下鍍Co的方式製作超薄反鐵磁CoO膜於11 ML Co/Si (111)上,其易磁化軸由原本的水平膜面轉變至傾斜出膜面。且經過場冷卻至150 K可發現水平膜面與垂直膜面兩方向皆有交換偏壓的現象產生。於 CoO膜厚為20 ML時,此系統有最大水平膜面交換偏向場為258 Oe,且其阻隔溫度為200 K;而於CoO膜厚為15 ML時,此系統有最大垂直膜面交換偏向場為924 Oe,且其阻隔溫度為164 K。
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    鐵超薄膜在白金(111)面的相轉變與曝氧研究
    (2009) 張皓淳
    我們利用歐傑電子能譜(Auger Electron Spectroscopy, AES)、低能量電子繞射儀(Low-Energy Electron Diffraction, LEED)與紫外光電子能譜(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy, UPS)來探討鐵薄膜在白金(111)面上的相轉變與曝氧前後的結構與成分變化。由I-V LEED觀察在室溫下鐵薄膜在白金(111)的結構可以發現有相轉變的現象,1 ML以下鐵薄膜傾向面心結構【FCC(111)】,1 ML以上鐵薄膜傾向體心結構【BCC(110)】。藉由歐傑電子能譜可以發現,由於相轉變的緣故,鐵薄膜在1 ML時,其單位曝氧量的吸附氧量最小,超過1 ML之後,隨著厚度增加,單位曝氧量的吸附氧量也跟著增加;而在1 ML以下時,由於白金的催化效果,所以隨著厚度減少,單位曝氧量的吸附氧量也跟著增加;此外我們觀察經飽和曝氧後的鐵薄膜的升溫實驗可以發現,鐵薄膜表層已與氧原子化合成穩定的氧化鐵,不隨著溫度升高而改變,且在高溫時,鉑原子會往表層擴散;最後我們觀察氧化鐵的型態可以發現,在1 ML時氧化鐵趨於FeO的型態,但隨著厚度增加,其氧化鐵的形態會偏向Fe2O3。