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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    渦旋光對低維度材料與磁性薄膜異質結構之光電響應增益探討
    (2024) 林士傑; Lin, Shih-Chieh
    本研究將藉由將拉蓋爾-高斯(Laguerre-Gaussian, LG)光束照射在磁性材料與低維度材料的異質結構上,以探討帶有軌道角動量的渦旋光對其所產生的效應。由於LG光束具有特殊的電場分佈,藉由理論推測可能會與材料表面的電子海進行交互作用進而產生環形電流及垂直磁場。在材料的選擇上我們使用鈷作為鐵磁性材料,而低維度材料是選用具有相近能隙的半導體材料:MoS2及C60來進行探討。首先我們探討Co與MoS2的異質結構,由於在先前的研究中發現在Co/MoS2系統中鈷原子會使MoS2具有特殊的磁各異向性,提供了Co/MoS2異質結構與LG光束間交互作用的可能性。再來我們試著於鈷薄膜中摻入C60薄膜,由先前的研究指出Co與C60會有電子交換行為使得C60會帶有磁性,因此我們便以Co/C60/Co/MoS2異質結構來探討此結構與Co/MoS2異質結構間的差異,進一步研究鐵磁薄膜與低維度材料異質結構對LG光束的響應。最後,我們試著改變鐵磁材料與低維度材料的結構,由層狀堆疊改為合金的結構,探討Co-C60合金薄膜對渦旋光間的響應。研究結果顯示在二硫化鉬上透過蒸鍍法鍍上一層鈷薄膜後,會使得該元件對LG光的光電響應更為明顯;另外在Co/C60/Co/MoS2異質結構上發現在鈷薄膜中摻入C60薄膜的多層堆疊結構有著更顯著的光電響應,並且對LG光束也有著更強的反應。另外,在Co-C60合金的實驗中發現,對其照射渦旋光時此合金薄膜的阻值會隨著軌道角動量增加而上升。在物理機制的探討中,我們藉由從電子自旋的疊加態分佈,去探討LG光束所造成的外加磁場對光電響應的影響。
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    鈷島在銀/鍺(111)上的成長行為與電子結構
    (2010) 趙智豪; Chi-Hao Chou
      藉由STM觀察高溫(400℃)下蒸鍍鈷原子在銀/鍺(111)- (4×4)與(√3×√3)介面上的成長行為。隨著鈷鍍量增加,(4×4)露出的面積較(√3×√3)迅速減少,除了(4×4)介面對鈷的束縛較強外,在(4×4)介面上成核的鈷島可能會推動銀原子,讓銀原子有機會移動到(4×4)與(3×1)形成更多的(√3×√3),並且為了降低整體的表面自由能,小面積的鈷島會與大面積的鈷島合併,此為Ostwald ripening現象。 在銀/鍺(111)- (√3×√3)介面上利用高溫蒸鍍做(400℃)熱處理後,表面上的鈷原子具有足夠的動能找到最安定的位置再進行成核,與室溫蒸鍍後再熱處理比較,此種熱處理方法更可以讓鈷島在表面上形成大面積且具有平台的結構。 藉由STS發現侷域電子態密度(LDOS)在臺階邊緣以及平臺上具有不同的特徵能態。在銀/鍺(111)表面上會形成兩種重構鈷島,一種為√13×√13重構鈷島,另一種為2×2重構鈷島。因為介面效應,√13×√13重構鈷島在(4×4) 與(√3×√3)介面上具有不同的LDOS。當鈷島往上成長且島層數為7~8層時,此時2×2重構鈷島與低層數的2×2重構鈷島的LDOS並不完全相同。
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    鐵在鍺(111)-c(2×8)及銀/鍺(111)-(√3×√3) 表面上隨溫度衍化的行為
    (2012) 周明寬
    在室溫下蒸鍍少量鐵原子於鍺(111)-c(2×8)上,並進行一連串加熱退火的實驗,以穿隧掃描顯微鏡對其形貌進行觀測。從STM的影像圖和對表面上原子島的體積分析,顯示隨著加熱退火溫度的提升,鐵會在鍺基底上造成缺陷與破洞,藉以拉出鍺進行合金使體積增加,並形成數種不同形貌的島嶼。最終當加熱退火溫度達到840K以上後,表面上的原子團會聚集成數種巨大的原子島。 再來將銀蒸鍍至鍺(111)-c(2×8)表面上,將其加熱退火使樣品表面重構為銀/鍺(111)-(√3×√3)後,蒸鍍少量鐵再度進行加熱退火的實驗。與鐵鍺系統的實驗結果比較後發現,銀能夠保護基底上不會出現缺陷,但仍無法阻止鐵在加熱退火溫度升高後從基底拉出鍺進行合金。於鐵銀鍺系統中發現的原子島種類和鐵鍺系統中大致相同,但鐵銀鍺系統中出現新種類的島和一些跡象顯示銀對於鐵鍺合金的成長仍有影響力。
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    矽烯與鐵在半導體表面上成長的研究
    (2016) 許宏彰; Hsu, Hung-Chang
    無中文摘要
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    烏采結構半導體的拉曼光譜與光致螢光光譜
    (2004) 吳國存; Gwo Tswin Wu
    我們由Cornell大學得到一組烏采結構氮化銦塊材(膜厚>1μm)樣品進行其光學特性的分析。另一方面,我們研究烏采結構氮化鎵奈米線以及氧化鋅奈米線,從文獻上的資訊得知這兩種烏采結構半導體的能隙在3.2eV~3.4eV,位於紫外光區,與氮化銦的能隙,0.7eV~0.8eV,位於紅外光區恰好是兩個極端,因此,可以進一步比較其光學性質。 在本論文中,我們先於室溫下量測三種不同烏采結構半導體的光致螢光光譜,藉以確認樣品的能隙,再運用不同的雷射光源當作激發光源來得到室溫下烏采結構半導體的拉曼散射光譜,所使用的雷射光源分別為325nm(He-Cd laser),442nm(He-Cd laser),488nm,514nm(Ar-ion laser),633nm(He-Ne laser)以及785nm(solid-state laser)。對於不同的烏采結構半導體在拉曼散射光譜中可以清楚的觀察到的特徵光譜模型,分別為A1(LO),E2(high),以及E2(LO)。由拉曼散射光譜圖可以清楚的發現氮化銦樣品的A1(LO)-phonon mode的位置會隨著激發光源能量的不同而有紅位移的現象。即其聲子頻率會隨著激發光源的能量的遞減而遞增,並且可以明顯的發現A1(LO)-phonon mode的峰值強度亦會隨著激發光光源能量的遞減而遞增。而氮化鎵樣品的A1(LO)-phonon mode的位置則會隨著激發光源能量的不同而有藍位移的現象。即其聲子頻率會隨著激發光源的能量的遞增而遞減,並且可以明顯的發現A1(LO)-phonon mode的峰值強度亦會隨著激發光光源能量的遞增而遞增。在氧化鋅樣品方面A1(LO)-phonon mode的峰值強度亦會隨著激發光光源能量的遞增而遞增,但是峰值不會出現明顯位移的現象。由氧化鋅所得到的結論,我們相信氮化銦與氮化鎵樣品具有很高的缺陷或雜質的存在,以致於A1(LO)聲子模在拉曼光譜中的峰值有位移現象。 除了光譜實驗上的量測外,由於我們知道樣品表面有大量載子存在,以至於造成A1(LO)-phonon和電漿耦合效應,因此利用程式模擬來了解其耦合效應所具有的物理意義。