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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    L10-FePt奈米線陣列之垂直磁性自旋閥
    (2011) 張峻賢; Chun-Hsin Chang
    本研究利用孔洞為50 nm之陽極氧化鋁(AAO)作為模板,再以電化學沉積之方式合成出FePt奈米線陣列。藉由X光繞射儀(XRD)觀察FePt奈米線陣列於700oC與5% H2/N2之環境下進行熱退火時FePt奈米線陣列將從無序相之面心立方晶格fcc轉換為有序L10相,FePt奈米線陣列於有序相L10相其矯頑磁場約為7.5 kOe,利用熱退火之方式,使L10相FePt奈米線陣列至(001)方向之磁化易軸。而L10相FePt奈米線陣列之矯頑磁場遠大於Ni3Fe,故FePt/Cu/Ni3Fe奈米線陣列中之FePt固定層與Ni3Fe自由層之磁性差異性,即形成具功能性之開關元件。藉由此性質合成FePt/Cu/Ni3Fe與FePt/NiO/Ni3Fe多層結構之奈米線,即可觀察巨磁阻(GMR)之現象與垂直式磁性自旋閥效應,而多層L10-FePt奈米線陣列其特性可被應用於一維磁性奈米材料。
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    矽奈米線場效電晶體
    (2010) 李彥霆; Yan-Ting Li
    迄今,矽奈米線(SiNWs)可使用不同的方法製作,例如雷射濺鍍、熱蒸鍍和微影技術。然而,由這些方法所製成之矽奈米線大多為非固定位置與方向或是由於自組式成長而形匯聚及扭轉等情況,限制了在奈米電子學之應用。 而本研究中我們結合由上而下之半導體製程技術並結合局部的矽氧化作用之技術製作直徑5 ~ 20奈米,長度近似於400奈米之多晶矽奈米線。局部矽氧化作用乃利用氮化矽於矽墊層區域防止矽氧化,並於介於源、汲極間電子傳輸之通道之矽線開窗以進行局部的矽氧化作用以形成矽奈米線。 此外,利用濕式蝕刻使多晶矽奈米線形成獨立懸掛橋樑結構,並定義多晶矽閘極,製作出全環繞式(gate all around;GAA)閘極奈米線場效電晶體。隨著元件之完成,以穿透式電子顯微鏡(TEM)確認元件之結構,並做基本電性之探討。
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    鉍-銻-碲單晶奈米線之製備與熱電性質研究
    (2013) 蔡瑋瀚; Wei-Han Tsai
    在許多熱電材料相關研究顯示,鉍-銻-碲材料在接近室溫有良好的熱電性質,並且在低維度下,其物理行為將會隨著尺寸的不同而改變,此時量子效應則明顯的影響了其物理的特性和行為,因此聲子在物體裡面的物理行為也有所改變,於是我們合成單晶BixSb2-xTe3-y奈米線量測熱電性質,期望可以看到熱電性質的提升。首先使用脈衝雷射沉積系統將Bi0.5Sb1.5Te3鍍於二氧化矽基板,將附有一層薄膜的基板放置石英管並封真空,薄膜以330 ℃至350 ℃熱處理5天,經過熱處理後奈米線會生長於薄膜表面,直徑由幾十至幾百奈米,而長度則為幾微米至幾十微米,將奈米線懸放至量測晶片,透過選區繞射分析奈米線的結晶性並知其生長方向為[110],使用X射線能量色散儀分析成分,利用掃描式電子顯微鏡影像測量出奈米線的截面積,使用四點量測奈米線的電阻率ρ。使用晶片上的加熱器及溫度計可量測席貝克係數(Seebeck coefficient) S,利用三倍頻方法(3ω method)量測熱傳導率κ,由量測出的三項熱電係數可得熱電優質係數(figure of merit) ZT=S2T/ρκ,此論文量測三根單晶奈米線,等效直徑分別為、350奈米、280奈米和240 奈米,當奈米線的尺寸小於聲子的平均自由徑,會影響聲子的傳遞,因而降低其熱傳導係數,使ZT值增加。以240奈米的奈米線為例,量測的最高ZT值為0.51
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    半導體奈米帶與奈米線之光譜研究
    (2004) 車吉平; Chi-Ping Che
    我們探討三氧化二鎵奈米線、奈米帶、以及單一磷化鎵奈米線的表面結構、電性、與光譜特性,擴展先前群集奈米線的量測至奈米帶與單一奈米線的研究。 在三氧化二鎵奈米結構的研究中,首先,由全頻光譜的分析,我們發現11個紅外光活性振動模以及4個電子吸收帶,包括相近於塊材能隙的吸收峰。由拉曼散射光譜的分析,我們發現奈米帶的拉曼活性振動模與奈米線相近,並且沒有明顯的共振效應;隨著樣品的溫度升高,這些拉曼振動模的頻率往低頻偏移以及半高寬變寬,此變化的幅度與其他三五族半導體比較,顯得異常的小。 在單一磷化鎵奈米線的拉曼散射光譜研究中,我們發現其拉曼活性振動模與單晶相較之下,其頻率會往低頻偏移,並且形狀較為不對稱,我們以聲子侷限效應、雷射的熱效應、與電漿子耦合效應解釋此現象,並且發現電漿子耦合效應的模擬結果最能符合實驗結果。由偏振拉曼光譜的分析,我們發現入射光電場偏振方向與拉曼振動模強度之關係違背了馬勒斯定律,我們推測由於奈米線的直徑對長度之比值極小,這種結構的獨特性導致了異常的偏振拉曼光譜特徵。由偏振螢光光譜的分析,我們發現當入射光及散射光電場偏振方向與樣品長軸一致時,磷化鎵奈米線於2.16 eV處呈現一顯著的螢光訊號。