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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    摻雜對於 LiCu2-xZnxO2 與 HoxMn1-xS 材料拉曼散射光譜之影響
    (2012) 蔡欣樺; Hsin-Hua Tsai
    我們研究掺雜 Zn 離子之 LiCu2O2 單晶與掺雜 Ho 離子之MnS 多晶的拉曼散射光譜響應。藉由分析掺雜離子對拉曼特徵峰的影響,探討晶格結構與磁性和電性相轉變之間的相關性。 首先,LiCu2O2 於室溫展現 7 個 Ag 對稱性與 3 個 B1g 對稱性拉曼活性振動模,其頻率位置約為 106 cm-1、119 cm-1、173 cm-1、297 cm-1、362 cm-1、465 cm-1 及 557 cm-1,與 161 cm-1、494 cm-1 及 569 cm-1。隨著摻雜 Zn 離子濃度的增加 (x = 0.03 與 0.07),LiCu2O2 拉曼散射光譜顯現值得注意的變化包括:(i) 與氧原子沿 ab 平面振動有關之 161 cm-1 拉曼峰展現紅移,符合 x 光繞射實驗結果之 ab 軸晶格常數增大;(ii) 我們認為 106 cm-1 特徵峰屬於拉曼活性振動模,此與文獻[Phys. Rev. B 69, 104421 (2004).]所認定之 two-magnon continuum 不符;(iii) 摻雜 7 % Zn 離子的 LiCu2O2 在磁性相轉溫度 14 K 以下,492 cm-1 拉曼峰展現微小紅移,推測其與自旋-聲子耦合有關。 其次,Ho0.01Mn0.99S 於室溫展現 4 個拉曼活性振動模,其頻率位置約為 135 cm-1、227 cm-1、333 cm-1 及 585 cm-1。隨著摻雜 Ho 離子濃度的增加 (x = 0.10 與 0.30),由於 Ho3+ 離子半徑大於 Mn2+,333 cm-1 與 585 cm-1 拉曼峰有逐漸紅移的現象;(ii) 低溫時,Ho0.01Mn0.99S 展現低頻擴散拉曼散射響應,推測其與載子碰撞傳導電性有關;(iii) 333 cm-1 與 585 cm-1 拉曼峰的權重分別在高溫 350 K、500 K 及 620 K 附近顯示快速下降的趨勢,與電阻率和晶格常數的變化相互呼應,我們推測其與電子雲軌道有序性、或電荷有序性有關。
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    LiMPO4 (M = Fe, Mn) 奈米顆粒之光譜性質研究
    (2014) 吳孟哲
    我們量測LiMPO4 (M = Fe, Mn)單晶、奈米顆粒以及粉末壓錠樣品的x光繞射能譜、拉曼散射光譜及橢圓偏光光譜,探究不同顆粒大小對LiMPO4樣品的晶格結構及電子結構之影響。另一方面,我們為了解不同鋰含量LiFePO4對於晶格穩定性之影響,測量了Li0.5FePO4之拉曼散射光譜。 我們發現LiMPO4奈米顆粒的單位晶胞體積有些微變大。LiFePO4和LiMnPO4室溫拉曼散射光譜分別顯示11個與7個拉曼特徵峰,LiFePO4拉曼峰的頻率位置分別為145 cm-1、158 cm-1、197 cm-1、444 cm-1、584 cm-1、630 cm-1、658 cm-1、950 cm-1、996 cm-1、1068 cm-1及1140 cm-1,LiMnPO4部分則分別為93 cm-1、142 cm-1、437 cm-1、585 cm-1、948 cm-1、1005 cm-1及1066 cm-1。相較於單晶樣品,奈米顆粒的拉曼峰值皆紅移了1~2 cm-1,我們推測奈米顆粒表面非晶相層引起舒張應力或聲子侷限效應導致紅移現象。此外,LiFePO4單晶與奈米顆粒的低溫拉曼峰參數,在尼爾溫度附近,沒有異常的溫度效應。在Li0.5FePO4奈米顆粒的拉曼散射光譜分析部分,我們發現146 cm-1、242 cm-1、443 cm-1、998 cm-1及1069 cm-1拉曼峰強度有所改變。 分析LiFePO4與LiMnPO4的橢圓偏光光譜,吸收能譜顯示在3.8 eV到6.4 eV區間內存在數個吸收峰,我們比較第一原理理論計算,了解每一個吸收峰所對應的電子能階結構。另我們估算LiFePO4單晶與奈米顆粒的能隙值約為3.8 ± 0.1 eV與3.45 ± 0.1 eV,LiMnPO4粉末壓錠與奈米顆粒的能隙值約為3.75 ± 0.1 eV與4.8 ± 0.1 eV。
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    摻雜不同離子對Cs2Nb4O11光譜性質之影響
    (2013) 許欣怡
    我們量測單晶、粉末壓錠、及摻雜不同離子Cs2Nb4O11(CNO)樣品的x光繞射能譜、拉曼散射光譜以及橢圓偏光光譜,探究摻雜不同離子對CNO樣品的晶格常數、反鐵電-順電相變溫度、及電子結構之影響。 我們發現摻雜離子半徑較小者(例如:摻雜V離子、Ta離子及Rb離子),CNO的單位晶胞體積變小;而摻雜離子半徑較大者(例如:摻雜S離子),CNO的單位晶胞體積增大。CNO室溫拉曼散射光譜顯示12個拉曼特徵峰,頻率位置分別為157 cm-1、171 cm-1、185 cm-1、201 cm-1、255 cm-1、538 cm-1、620 cm-1、668 cm-1、717 cm-1、847 cm-1、868 cm-1及877 cm-1,我們發現摻雜不同離子對620 cm-1拉曼峰之影響最為顯著,其對應鈮氧八面體之氧離子伸張振動,當摻雜V離子與Ta離子時,620 cm-1拉曼峰展現紅移,我們推測八面體因之鍵長伸長,使得鍵能下降。此外,隨著樣品溫度升高,620 cm-1拉曼峰的頻率位置或半高寬顯現異常溫度效應,這暗指反鐵電-順電相變溫度對晶格動力學的影響,不同摻雜樣品之相變溫度比之未摻雜CNO皆有下降的趨勢。 橢圓偏光光譜分析未摻雜CNO樣品的能隙值約為3.23 eV,而摻雜V離子、Ta離子、Rb離子、及S離子的C28及C29樣品之能隙值分別約為2.17 eV、2.09 eV、3.26 eV、2.6 eV、及3.2 eV,我們發現除了摻雜Rb離子樣品之能隙值未下降,其餘摻雜不同離子樣品的能隙值皆變小,此與第一原理理論計算結果相符,由於摻雜陽離子取代Nb離子,導致能隙值下降最多,故建議以此作為調變CNO樣品能隙值的基礎。