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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    石墨烯應用於染料敏化太陽能電池之研製
    (2016) 賴禹承; Lai, Yu-Cheng
    本研究主要分為兩個目的,第一個主要是利用常壓化學氣相沉積法(Atmospheric pressure chemical vapor deposition, APCVD)在大面積銅箔(20 cm * 30 cm)成長出品質均勻之石墨烯。透過拉曼光譜分析已證實可成長出I2D/IG比值為2~4左右之單層石墨烯(Single-layer graphene, SLG)。若將製程優化,期望能應用在染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell, DSSC)的電極。第二個目的是透過化鍍技術,在機械剝離法所製備高品質石墨烯表面複合鉑(Pt)及鉑釕合金(PtRu)奈米顆粒,並用來作為DSSC之對電極材料。藉由Pt及PtRu奈米顆粒之高比表面積(High specific surface area),以及石墨烯與Pt之電極催化特性,以提升整體DSSC之轉換效率。化鍍製程是先將Pt之前驅物六氯鉑酸氫、釕前驅物氯化釕與石墨烯,加入還原劑乙二醇、緩衝溶液乙酸-氫氧化鈉,分別製作出石墨烯/Pt及石墨烯/PtRu複合材料,並將複合材料滴佈於導電玻璃基板上形成對電極。本研究所製備出之複合材料透過SEM、EDS及TEM量測,證實已成功將Pt及PtRu均勻複合於石墨烯表面,從結果得知石墨烯/Pt粒徑分布為1.5 nm~5.0 nm,平均在3.5 nm~4.0 nm占最多,其平均電阻值為2.73 Ω;而石墨烯/PtRu粒徑則是分布在2~4 nm,平均在2.5 nm占最多,其平均電阻值為6.44 Ω。經封裝組合成DSSC元件後,比較濺鍍法製備Pt膜、單純石墨烯膜、石墨烯/Pt及石墨烯/PtRu四種電極的轉換效率,分別為1.52 %、0.64 %、2.08 %、1.35 %。實驗結果顯示,石墨烯結合Pt後因為電性及催化特性較好,因此具有較高轉換效率,而在石墨烯/PtRu的部分也接近使用濺鍍法製備Pt膜所得到之轉換效率,透過簡易化鍍方法來製備複合材料,可減少製程所需成本,以及提升整體DSSC之轉換效率。
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    高功率脈衝磁控濺鍍二氧化鋯介電層於金氧半電容之性質研究
    (2015) 賴禹丞; Lai, Yu-Cheng
    高功率脈衝磁控濺鍍 (High Power Impulse Magnetron Sputtering, HIPIMS)是目前最新的濺鍍製膜技術,與傳統的直流磁控濺鍍 (Dielectric Current Magnetron Sputtering, DCMS)相比,HIPIMS有著在極短的脈衝時間內讓靶材單位功率密度達到數 kW/cm2以上的特性,另外還能產生出很高的電漿密度並有效增加靶材金屬離化率,生成的薄膜也有著較好的品質,因為這些特質,本研究將使用 HIPIMS與 DCMS系統分別沉積 MOS電容中的介電層。 二氧化鋯是一具有高介電係數 (約在19-25之間)、寬能隙寬能隙 (5.1-7.8 eV)及高熱穩定度之特性的材料,因此選擇二氧化鋯去做為試片的介電層,最後再鍍上TiN作為金屬層,在 800度的快速熱退火之後,觀察該電容器的物性。接著,對試片電容沉積鋁電極以量測電性,因此本研究的試片結構為Al/ TiN/ ZrO2/ p-Si。實驗結果顯示HIPIMS技術優秀的離子解離率可以使ZrO2的結構更加完整、內部的缺陷也比較少,因此有比較好的電容值表現。物性方面,HIPIMS所濺鍍出的電容一樣會形成更加緻密的薄膜進而提高其機械性質,在硬度值有所增加,有效的改善薄膜硬度。 最後,綜合作比較,可以發現雖然電容值與硬度兩者的改變差異沒有完全的相同,但是在整個趨勢上是相當近似的,因此從量測介電層的硬度就可以推測出電容值的走向,而電容值的改變也可以進一步推斷出IDsat的趨勢,如此就可以於完成製作 MOSFET電晶體前,提前達到製程優化。