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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Item 鎳/石墨烯在條紋狀銅基板上電化學與磁特性研究(2022) 謝銘杰; Xie, Ming-Jie本實驗主要用射頻濺鍍鎳在商用石墨烯/銅基板，並利用原子力顯微鏡、磁光科爾效應儀與循環伏安法，藉以研究鎳/石墨烯結構對薄膜磁特性及電化學電位磁控制的變化。研究中發現在石墨烯上成長鎳薄膜，受到形狀異向性影響，於縱向磁化會呈現出有面上二對稱的磁化難軸與磁化易軸，並利用原子力顯微鏡發現了石墨烯/銅樣品上呈現出有規律的刻痕，而隨著鎳厚度的增加，矯頑力也隨著變大，更容易於觀察。在電化學中循環伏安法，在電化學研究中已知不同條件的樣品在化學溶液有不同的氧化還原反應，故透過循環伏安法來進行鎳/石墨烯的研究是必要的，在電化學實驗中選用20 ~ 70 nm的鎳/石墨烯/銅樣品來進行電位磁控制，在實驗中溶液為10、100 mM KCl分別加入0.1 mM HCl溶液，因此要先從中找到了氯離子的吸附、退吸附電位、鎳/銅的氧化還原電位、氫氣的反應電位，並發現溶液濃度上升會使氧化還原電位上升，其電位利用能斯特方程式計算與實驗系統數據呈現高再現性。依據循環伏安法的實驗結果，會以濃度、電位、厚度的比較來做氯離子吸附退吸附對矯頑力的影響，並且選擇了僅有氯離子的吸退附電位區間進行比較，可以從數據發現濃度改變、電位調控、氯退吸附會影響其矯頑力的變化，並且會符合其薄膜厚度Neel wall與Bloch wall的變化趨勢。Item 紅熒烯對鎳/矽(100)系統磁性與結構的影響之研究(2021) 李有庠; Li, You-Siang新興半導體材料的研究日益增長，近年來以紅熒烯為主軸的研究也相當活躍。鐵磁性材料會受紅熒烯影響而改變晶體結構，而本實驗室近年來研究亦指出鐵磁材料鈷受到紅熒烯介面影響在晶體結構以及磁域翻轉的描述有卓越的研究成果。鎳受到紅熒烯的影響，產生磁性與結構上的變化，成為本論文研究重點。本研究利用磁光柯爾效應儀、原子力顯微鏡、磁光柯爾顯微鏡、X光繞射儀、X光反射儀與X光電子能譜儀，去探討鎳/紅熒烯/矽(100)系統的結構與磁性變化。第一部分在鎳/矽(100)系統中，磁性量測矯頑力隨薄膜厚度增加的變化，矯頑力在鎳厚度28奈米時由50 Oe上升至100 Oe左右，而在鎳厚度約28奈米時透過X光繞射確認鎳薄膜開始出現了Ni(200)及Ni(220)兩個磁化難軸的晶向；第二部分分別在鎳的上方及下方加入一層紅熒烯，並從結構分析上得知鎳的晶體結構會因為紅熒烯的加入使得晶粒的增長更加明顯，並且在鎳與紅熒烯的介面層有化學鍵結的產生。而在第三部分鎳/紅熒烯/矽(100)系統中透過加入少量而不同厚度紅熒烯，觀察上層鎳薄膜的磁性變化，在加入少量紅熒烯之後，矯頑力在鎳厚度28奈米時由50 Oe巨幅上升至150 Oe左右，除了從第二部分即可得知的結構變化外，配合科爾顯微鏡以及原子力顯微鏡的測量得知表面顆粒造成的磁性缺陷也扮演著影響磁性的重要角色。Item 鎳在銀/矽(111)-(√3 × √3 )表面上聚集分布和熱力衍化的研究(2011) 張國偉蒸鍍鎳原子於銀/矽(111)-(√3×√3)表面上，變化其鍍量和溫度，並藉由STM觀測鎳原子的聚集分布和熱力衍化。固定溫度於室溫改變鍍量，鎳原子會形成鎳原子團，若鍍量大於0.2 ML，部分鎳原子團會合併形成鎳島，且鎳原子團與鎳島均隨鍍量上升而逐漸變大。 固定鍍量改變溫度，含鎳原子團在300℃以下會逐漸向銀島邊緣聚集，且於300℃逐漸形成外型為幾何形的Ni2Si-δ(2×1)島，並於200~300℃有往塊材擴散的行為，由銀島交界處鑽入裡層，使得表面鎳鍍量下降，於400℃銀原子開始退吸附，使原先被銀覆蓋住的鎳矽化合物變成NiSi2再度露出表面。 升溫至600、700℃時，銀原子已經完全退吸附，而鎳原子仍在矽(111)表面上，其表面形貌主要為，矽(111)-(7×7)、原子團、鎳矽1×1-RC和NiSi2(B)(鍍量超過1.4 ML才會出現)，並藉由STS得知，鎳矽1×1-RC的電性頗為類似N型半導體，而NiSi2(B)類似於金屬電性。Item 以鉛為介面活性劑電鍍製備Ni/Cu(111)薄膜研究(2011) 曾鈺潔; Yu-Chieh Tseng本實驗主要以鉛作為介面活性劑，藉以改變鎳在銅(111)上的成長模式以及薄膜磁特性。實驗中以電化學方式電鍍薄膜，以銅(111)為工作電極、銀/氯化銀為參考電極、白金為相對電極，實驗都在室溫下進行。將銅(111)置於 1 mM HCl + 1 mM NiCl2 水溶液中，利用循環伏安法（CV） step by step 的掃描方式，可以找出鎳成對的吸附、剝離峰電位分別為 E = -950 mV（←）和E = -480 mV（→），藉由控制循環伏安法停留在鎳的吸附電位並改變停留時間，以在銅(111)上鍍上不同厚度的鎳。在滴加少量氯化鉛溶液後，因為鉛的沉積電位在鎳之前，故可以優先沉積在銅(111)上，並與隨後沉積的鎳交換位置，藉由介面活性劑的特性以達到改善鎳成長模式的機制。在電鍍薄膜後，透過掃描穿隧式顯微鏡（STM）觀察鎳鍍在銅上的形貌大致可區分為兩類，第一類是三維島狀成長，可能是鎳銅合金的形貌；第二類是成塊堆疊的形貌，經掃描剝除電位後，仍可看到底層較難剝除的特殊結構，此亦和鎳銅合金有關。配合循環伏安法中需要多次掃描鎳的剝除電位區段才能將鎳的訊號退除，和磁光柯爾效應儀（MOKE）中磁滯訊號變化不同的現象，證實有鎳銅合金的產生。而從磁光柯爾效應儀掃描出的磁滯曲線隨層數的變化中，可觀察到不論有無加鉛，鎳在銅上的沉積皆有磁性易軸由平行膜面轉變到垂直膜面，再回到平行膜面的方向—即自旋重新排列轉變（SRT）的現象發生。最後比較有無加鉛的差異：利用掃描穿隧式顯微鏡的掃描圖計算粗糙度值，加入鉛之後的粗糙度值明顯下降，表示表面趨於平整；而從磁滯曲線中計算矯頑場與方正度，數值也比未加入鉛時高。這些證據都顯示鉛確實具有介面活性劑的功效，能有效改善鎳在銅上的成長模式，同時使該薄膜展現較佳的磁特性。Item 覆鐵或鎳薄膜在鉑針的皺化研究(2010) 洪萱臻; Syuan-Jhen Hong利用場離子顯微鏡(FIM)觀測蒸鍍鐵或鎳原子在鉑針上，加熱退火後的皺化行為。鐵鉑合金加熱退火至800～900K，有兩種金字塔稜線產生。一種為擴張的{100}、{110}及{111}切面在{351}切面的位置形成，另一種則是由{110}、{111}及{311}切面擴張，原子堆積在{231}切面形成金字塔稜線。而鎳鉑合金加熱退火至500～600K，由{110}、{111}及{311}切面擴張，在{231}的位置長成金字塔，可由FIM觀察其稜線。Item 石墨烯作為透明導電膜之應用(2013) 陳沐谷; Mu-Ku Chen自2004年石墨烯被以膠帶機械式剝離法發現以後，這個新奇的材料風靡了整個世界，許多製備石墨烯之實驗方法也如雨後春筍般冒出，諸如機械剝離法、晶體外延生長法、化學氧化石墨還原法、化學氣相沉積法與固態裂解法，製程進步與穩定使得石墨烯應用方面亦日漸茁壯，石墨烯極為透明、可導電、優異的機械特性與可任意彎折，由於這些特性使得石墨烯被廣泛地應用於可撓式透明導電薄膜，在觸控面板、液晶顯示器、有機發光二極體與太陽能板等領域相較於目前的銦錫氧化物，石墨烯具有相當地優勢。 本實驗是以石墨筆之粉末為固態碳源，在900°C高溫下調控通入之氫氣與氬氣流量比例製備石墨烯，所製備出石墨烯品質缺陷極少，且可見光穿透率可達87%，使用10 M硝酸與10 mM四氯金酸以體積比4：1混合對石墨烯進行摻雜，使得氫氣流量比例為50%之石墨烯片電阻由800 Ω／下降至131.8 Ω／，下降幅度達80%。 於應用方面，將所製備之石墨烯當作透明導電薄膜，以最簡便的方式組裝成四線電阻式觸控面板，可達到可重複使用、可定位觸碰位置、多種彎曲程度與彎曲時重複使用等功用。 科技與人類日常生活習慣一直在互相配合改變，而石墨烯在未來消費性電子產品上的應用具有可任意彎曲之絕對優勢，此為石墨烯取代ITO成為主流透明導電膜之關鍵，提供更進步與便利的產品於我們生活之中。