科技與工程學院

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沿革

科技與工程學院（原名為科技學院）於87學年度成立，其目標除致力於科技與工程教育師資培育外，亦積極培育與科技產業有關之工程及管理專業人才。學院成立之初在原有之工業教育學系、工業科技教育學系、圖文傳播學系等三系下，自91學年度增設「機電科技研究所」，該所於93學年度起設立學士班並更名為「機電科技學系」。本學院於93學年度亦增設「應用電子科技研究所」，並於96學年度合併工教系電機電子組成立「應用電子科技學系」。此外，「工業科技教育學系」於98學年度更名為「科技應用與人力資源發展學系」朝向培育科技產業之人力資源專才。之後，本院為配合本校轉型之規劃，增加學生於科技與工程產業職場的競爭，本院之「機電科技學系」與「應用電子科技學系」逐漸朝工程技術發展，兩系並於103學年度起分別更名為「機電工程學系」及「電機工程學系」。同年，本學院名稱亦由原「科技學院」更名為「科技與工程學院」。至此，本院發展之重點涵蓋教育（技職教育/科技教育/工程教育）、科技及工程等三大領域，並定位為以技術為本位之應用型學院。

107學年度，為配合本校轉型規劃，「光電科技研究所」由原隸屬於理學院改為隸屬本（科技與工程）學院，另增設2學程，分別為「車輛與能源工程學士學位學程」及「光電工程學士學位學程」。

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學院網址：http://www.cot.ntnu.edu.tw/

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Subject: search.filters.subject.Picosecond laser

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    利用超快雷射製程製備石墨烯結構元件應用氣體偵測之研究
    (2022) 周承穎; Chou, Cheng-Ying
    本研究旨在利用超快雷射(Ultrafast laser)製程技術於石墨烯薄膜 (Graphene thin films)上製作電極與結構元件(Devices)，並將其應用於氣體偵測(Gas detection)，透過超快雷射製程成型薄膜表面與結構，進行製程參數的建置與分析，以利評估後續透過超快雷射製程於偵測元件的可行性。在超快雷射製程技術開發中，本研究採用超快雷射中波長為532 nm的皮秒雷射源(Picosecond laser source)，在較低的熱影響區(Low heat-affected zone)之製程機制條件下，以應用於薄膜結構元件上的製作。本研究利用超快雷射於石墨烯薄膜上製作間距2 mm的螺旋狀電極(Spiral electrode)與寬度和深度分別為22.43 m與12.48 m的指叉狀電極(Interdigitated electrode, IDE)元件，並且製作寬度和深度分別為25.81 m與15.24 m的微溝槽(Microgroove)結構元件。另一方面，本研究探討不同材料對氣體的偵測機制，包括石墨烯、氧化鋅奈米線(ZnO nanowires)以及還原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide, rGO)；其中，利用螺旋狀電極搭配無線傳感模組(Wireless module)進行氣體偵測。此外，本研究會搭配水熱法(Hydrothermal method)和電紡絲法(Electrospinning method)的方式，在微溝槽與指叉狀電極上製作奈米線(或奈米纖維)，完成氣體偵測元件的研製。本研究結果顯示，利用超快雷射製程開發的氣體偵測元件，可實際應用在室溫下氣體偵測，包括偵測濃度5-150 ppm的一氧化碳(Carbon monoxide, CO)，以及偵測50-400 ppm的一氧化氮(Nitric oxide, NO)。
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    利用皮秒雷射以可撓性導電技術於溫度感測元件之探討
    (2019) 林品均; Lin, Pin-Chun
    本研究利用皮秒雷射直寫(Picosecond laser direct-writing)技術於石墨烯薄膜(Graphene film )上，進行可撓性導電元件(Flexible conductive device)之製作，該元件設計是包含微加熱器(Micro-heater)與微感測器(Micro-sensor)之兩種電極結構。透過電極結構不同間距(Gap)的設計，探討微加熱器之熱電學特性，以及對於微感測器之靈敏度影響。進一步，本研究利用彎曲(Bending)實驗在可撓性導電元件進行穩定性測試。實驗結果顯示，當輸入電壓12 V時，微加熱器能夠於10 sec內快速提升至穩態溫度，其最高溫度可以達到85 °C，以及具有均勻熱分佈之效果。進一步，當微加熱器之電阻值分別控制為206.90±6.21 Ω及290.25±8.71 Ω時，在輸入電壓12 V下分別能夠達到90.54±6.06 °C與53.55±3.85 °C，說明了製備較低電阻值之微加熱器能夠得到更佳的升溫特性。此外，利用微加熱器作為熱源，能夠使微感測器的電阻產生變化，藉此獲得溫度感測器調控之驗證。實驗結果顯示，當改變間距從1300 μm 至100 μm時，其元件靈敏度值自3.35×10-4 °C-1提高至14.7×10-4 °C-1，大幅增加了77.21 %，證明當兩電極的間距愈接近時，其靈敏度會增加。最後，本研究進行可撓性導電元件之彎曲次數100次循環下，該元件電阻與溫度性質不受影響，其誤差值分別在±5 %與±5 °C，說明此研究開發之石墨烯導電薄膜元件，具有良好的抗彎折特性，以應用於可撓性導電元件之溫度感測。
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    以皮秒雷射多孔薄膜元件技術於氣體檢測之研製與實現
    (2017) 甘鎧榕; Gan, Kai-Rong
    氣體檢測晶片及其模組開發技術，一直為空氣與環境監控的重要關鍵。近年來，雷射製程科技的發展迅速，超短脈衝(Ultra-short pulse)雷射之微細製程技術，也多應用在電子、機械與生醫工程領域。本研究採用超短脈衝雷射之微細製程技術進行材料進行電極及感測器之製備，與一般半導體製程之感測器相比於設計及初步研究時製程速度較快，即無需微影製程等複雜之步驟就可完成製作。本研究透過皮秒脈衝雷射直寫(Picosecond laser direct-writing)於石墨烯(Graphene)薄膜上進行感測圖型之製作，其構型有線圈式與指叉式結構，並探討二種結構對氣體感測結果之影響。最後再試著與3D之多孔材料製成之氣體感測器比較。本研究結果顯示線圈結構式感測器type 2 (3圈)對於水氣的反應靈敏，當相對濕度RH = 47% ~ 70%時，該電阻之檢測值可自1902 Ω至1934 Ω，其靈敏度(Sensitivity)為2.3%，且在量測一氧化碳(CO)氣體，該電阻之檢測值可自1823 Ω降低至1780 Ω，其靈敏度為1.6%。另外，使用氧化石墨烯多孔結構與平面指叉狀結構量測相對濕度RH = 45% ~ 65%進行比較，在氧化石墨烯多孔結構於電阻之檢測值會由10.8 MΩ降至0.18 MΩ，其靈敏度為99%，於指叉狀結構之感測器，其電阻之檢測值由2.22 kΩ上升至2.36 kΩ，其靈敏度為7.2%，顯示立體多孔結構其感測能力較為靈敏且對水氣之反應較快，且易達到穩定。