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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    氧電漿表面處理對少層數二硫化鉬表面特性的影響
    (2023) 張乃勻; Chang, Nai-Yun
    二硫化鉬由於其優異的光學、電性、以及磨潤性質,在未來的微米或奈米機電系統中,有著極大的應用潛力。在製作奈米元件的過程中,氧電漿表面處理是一種常用的表面處理方法。因此,了解氧電漿表面處理對二硫化鉬表面性質的影響是很重要的。在我們的研究中,我們使用了原子力顯微鏡研究化學氣相沉積法所製備出的少層數二硫化鉬經過不同氧電漿表面處理時間後,其表面形貌、表面摩擦力和表面吸附力隨電漿處理時間的變化。我們並藉由拉曼光譜和X射線光電子能譜來觀察二硫化鉬在經過氧電漿表面處理後,其晶格結構的變化與表面氧化的程度。我們發現原子力顯微鏡的探針與二硫化鉬表面間的表面摩擦力和表面吸附力會先隨著氧電漿表面處理時間增加而增加,原因是因為二硫化鉬表面經過氧電漿表面處理後,會產生硫缺陷,因此可能將環境中的水分吸引到二硫化鉬的表面上,使得針尖與樣品表面間形成奈米級水橋,導致表面吸附力量值增加。然而,在經過較長的氧電漿表面處理後,我們所量測到的二硫化鉬表面摩擦力和表面吸附力突然降低。這歸因於二硫化鉬表面上開始形成三氧化鉬,並且會出現多個明顯的裂縫和奈米捲,導致二硫化鉬表面變的十分粗糙。這種粗糙的表面將導致針尖與樣品表面間的有效接觸面積減小,因此造成我們量測到的表面摩擦力和表面吸附力較小。藉由我們的實驗結果可以知道,在元件製造過程中使用的氧電漿表面處理技術,在不同氧電漿處理的時間下,二硫化鉬的表面形貌及奈米磨潤特性都會發生變化。我們的實驗結果將可能應用在製做微奈米機電系統的過程中。
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    氧缺陷對於氧化鋅薄膜奈米摩擦性質之影響
    (2016) 張桓僕; Chang, Huan-Pu
    本研究利用原子力顯微鏡的技術,來探討奈米尺度下,脈衝雷射沉積法所成長的氧化鋅薄膜其表面摩擦力對探針掃描速度的關係。我們發現氧缺陷的存在對於氧化鋅表面的摩擦性質扮演著重要角色。在低相對溼度的環境下,由於熱擾動造成的黏滑效應之影響,摩擦力與探針掃描速度呈正相關。然而,在高相對溼度的環境下,探針與氧化鋅表面的摩擦力在掃描速度小於2.7μm/s時與掃描速度呈現負相關,而在大於2.7μm/s時則呈正相關。這是由於氧缺陷可以吸附大氣中的水分子,因此在低速時,水分子有足夠的時間可以在探針與樣品粗糙表面間的空隙形成毛細水橋,使得摩擦力增大。但隨著速度增加,毛細水橋對摩擦力造成的效應將漸漸降低,使得摩擦力隨速度增加而減小。當毛細水橋不再有足夠時間形成時,摩擦力則再度與速度呈正相關。接著我們又利用光催化效應來操控氧化鋅表面的親疏水性。氧化鋅表面在被波長為365 nm的紫外光照射後將由疏水性轉變為親水性。此時所量得的摩擦力不僅大幅加,並且在不同濕度下,摩擦力對掃描速度皆呈現負相關。這是因為光催化反應可以大幅增加氧化鋅表面的氧缺陷,促進更多水分子的吸附,讓毛細水橋更容易在探針與氧化鋅間形成,進而影響了摩擦力對速度的關係。最後,利用光催化反應,氧化表面的溼潤性的轉變具有可逆性,因此我們可以利用此性質調控氧化表面摩擦力對速度的變化關係,這對未來利用氧化鋅為奈米元件材料的奈米機電系統將有應用的潛力。