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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    利用柯爾磁光效應與磁電阻研究電鍍Co/Cu多層膜
    (2013) 魏佳瑜; Chia-Yu Wei
    以電鍍法製備Co/Cu多層膜,並分成四個部分討論基板、初始電鍍電位、緩衝液硼酸以及電鍍時間對Co/Cu多層膜磁性質的影響。主要藉由原子力顯微鏡(AFM)觀察其表面形貌以及粗糙度,柯爾磁光效應(MOKE)所得到的磁滯曲線判斷在外加磁場下磁矩的翻轉情形,以及利用磁阻(MR)變化率和圖形分析影響磁阻的機制並推測其多層膜內部的組成形式。最後一部分由XRD數據分析電鍍Co/Cu多層膜是否具有結構。 本實驗以定電位模式(銅:-0.4V,鈷:-0.9V),硫酸系電鍍液沉積Co/Cu多層膜。 第一部分:討論基板(ITO/Cu和Si/Cu)以及第一層電鍍層(Co層和Cu層)對磁性質的影響。基板為ITO/Cu的導電層較厚且表面粗糙度比Si/Cu大,使其鍍率較高、MR變化率較低。而第一層電鍍層為Co層的樣品不論層數增加多少,均不影響其磁性質;第一層電鍍層為Cu的樣品隨著層數增加,粗糙度和矯頑場上升,但粗糙度增加至6nm後呈現穩定震盪的趨勢且矯頑場大幅下降,而MR變化主要來自巨磁阻(GMR)效應,隨多層膜層數增加而上升。 第二部分:電鍍液加入硼酸後,樣品表面顆粒明顯變小,對外加磁場的靈敏度增加,飽和磁場與矯頑場大幅下降,MR變化主要由GMRSPM效應貢獻。 第三部分:增加第一層電鍍Cu層的時間,大量消耗電極附近的Cu離子濃度,造成層狀結構不明顯,Cu層不連續,Co偏向以塊材形式生長,矯頑場與MR變化率不隨層數變化。 第四部分:從XRD數據討論電鍍Co單層與Co/Cu多層膜是否具有結構。Co(100)和Cu(100)的訊號峰幾乎重疊造成判斷不易,但可從MOKE量測發現微弱的四重對稱性。若Co層厚度增加,Co傾向排列成hcp的結構。 關鍵字:電鍍、磁阻、磁光效應、多層膜
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    鎳鈀多層膜中的自旋霍爾效應與磁鄰近效應
    (2015) 高銘儀; Kao, Ming-Yi
    磁性材料的電阻率會隨著磁場與電流的夾角不同而改變;例如在鐵、鈷、鎳等純元素金屬中,磁場平行於電流方向時其電阻會大於磁場垂直於電流方向的電阻,此效應稱為異向性磁阻(Anisotropy Magnetoresistance, AMR);當材料是薄膜形式時,在磁場垂直於電流方向部分,又可以分為垂直於膜面(Perpendicular)以及平行於膜面(Transverse)兩種,因為幾何尺寸效應,平行於膜面的電阻率會大於垂直於膜面的電阻率。近幾年的研究中,曾經在釔鐵石榴石(yttrium iron garnet, YIG)上長Pt發現了縱向電阻率與垂直於膜面電阻率大於平行於膜面電阻率( )的現象,與以往的異向性磁阻現象不同。為了解釋這樣的現象,有兩種不同的方式被提出:其一是因為Pt很接近Stoner準則,因此Pt會被誘導出磁性,而Pt層的磁阻貢獻便會產生這樣的現象,稱之為混合式磁阻(Hybrid MR)或是磁鄰近效應磁阻(Proximity MR),而另一種理論則是認為因為Pt會因為自旋霍爾效應產生自旋流,自旋流會因為磁性層的磁矩方向不同而在介面上穿透或反射,因此影響電阻率,這樣的行為稱為自旋霍爾效應磁阻(Spin Hall Magnetoresistance)。我們實驗室過去發現了在Pt/Ni以及Pd/Ni的多層膜結構中,有 的異常現象,在此研究中確認此現象必須在Ni層夠薄,以及Pd夠厚的情形才會發生,並且此結果跟溫度是相關的;此外將樣品退火過後也發生了異常 的行為,當材料改變為Ta/Ni作為對照組時,行為與傳統異向性磁阻一致;根據數據,這些異常的結果,是同時跟自旋霍爾效應磁阻以及磁鄰近效應磁阻有關的。