機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    陽極接合轉印石墨烯之技術開發
    (2016) 靳皓文; Chin, Hau-Wen
    自從發現石墨烯這種新穎且極具發展潛力的二維材料後,其相關的製備方法與應用端也逐漸地被開發出來,而因為其具有優異的電子特性、可撓性與高光穿透度等優點,故在透明導電薄膜與光電元件的開發與應用上十分值得期待。而在目前眾多石墨烯的製備方法中,以化學氣相沉積法於金屬觸媒材料上成長石墨烯薄膜,並轉移至其他目標基板上之方式,較能達到大面積、高導電性與高光穿透度等應用要求。因此,本研究試圖將化學氣相沉積法於銅箔基板與濺鍍銅薄膜於二氧化矽/矽基板所成長的石墨烯,以陽極接合轉印技術,將其轉移至Pyrex7740之玻璃目標基板上,在整個陽極接合轉印製程中不用像傳統轉移技術,必須使用高分子聚合物(PMMA或PDMS)當作石墨烯的保護層與犧牲層,而在石墨烯轉移完成後該高分子聚合物則必須去除的問題,故此製程不僅沒有高分子殘留問題,在轉移過後也僅需使用到少量之銅蝕刻液,即可蝕刻掉於玻璃目標基板表面上所殘留之銅原子。   本研究重點主要分為三大項目: (1) 以化學氣相沉積系統成長石墨烯於銅箔與二氧化矽/矽基板表面之銅薄膜上,並以調控甲烷碳源與氬氫(Ar/H2)混合氣(9:1)之輔助氣體間的比例,來控制石墨烯層數與品質之成長參數。經由拉曼光譜分析證實已可成長出I2D/IG比值為2.04 ~ 2.98,半高寬為38.47 cm-1 ~ 46.42 cm-1之單層石墨烯(Single-layer graphene, SLG),以及I2D/IG比值為0.51 ~ 0.66,FWHM為64.16 cm-1 ~ 73.57 cm-1之寡層石墨烯(Few-layer graphene, FLG);(2) 由於在透明導電薄膜等應用上,FLG較能達到其元件應用之需求,故在實驗上則採用FLG來當作轉移之試片。並以開發的陽極接合轉印技術,將成長好的FLG從銅觸媒材料上轉移至面積尺寸為1 × 1 cm2之Pyrex玻璃目標基板,並透過調控其製程溫度以及工作電壓來達到轉移石墨烯之目的。經實驗結果顯示,於銅箔上成長的FLG,在製程溫度為150 ℃,工作電壓為0.9 kV為本實驗之最佳條件,其可在不需使用銅蝕刻液的情況下成功地轉移石墨烯,並在10 × 10 m2之範圍內,經拉曼映射及影像二值化分析軟體進行分析後,可得到其轉移率約為64.7%。而在以濺鍍而成之銅薄膜上,所成長出來的FLG,則是在工作電壓為0.6 kV,溫度為300 ℃之製程溫度下為最佳條件,在此條件可成功地轉移銅薄膜/石墨烯於Pyrex玻璃目標基板上,並且搭配0.1 M少量之銅蝕刻液去除表層的銅薄膜後,在10 × 10 um2之範圍內,以拉曼映射與影像二值化分析軟體進行分析,可得到其轉移率約為89.6%;(3) 本研究除了開發陽極接合轉印技術外,為了提升本技術之應用性,除了實驗之石墨烯轉移外,還利用濺鍍於二氧化矽/矽之銅薄膜與半導體製程進行整合,利用黃光微影、物理氣相沉積濺鍍與掀離等製程,進行尺寸大小為80 × 80 um2之方形陣列結構的圖案化定義,並接續進行前述石墨烯成長與轉移之最佳參數,將可實現快速且低成本之批量生產與產業應用。