114學年度 - 材料科學與工程學系

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1	鈣鈦礦結構La_0.8Sr_0.2Fe_1-xAl_xO₃超級電容電極材料之製備	本研究使用檸檬酸法(Pechini)製備鈣鈦礦結構鑭鍶鐵鋁氧化物超級電容電極材料，由於鈣鈦礦結構氧化物（ABO3）具有良好的導電性與電化學性，藉由在La_0.8Sr_0.2FeO₃中B位摻雜不同比例的鋁，進而提高鈣鈦礦結構氧化物中的氧空位數量，以改變導電度大小及電化學性能，並探討於不同煆燒溫度、電解質溶液對其電化學特性之影響，再利用SEM、循環伏安法(CV)與交流阻抗(EIS)對此電極材料進行分析。
2	甲殼素和殼聚醣對不同濃度PEO靜電紡絲的影響	本研究以甲殼素、殼聚醣與聚氧化乙烯為主要材料，探討其不同比例在靜電紡絲製程中對纖維成形性及表面特性的影響。甲殼素與殼聚醣為天然高分子，具有生物相容性與可降解性，但因分子間氫鍵作用強，紡絲性較差；PEO的加入可改善溶液導電性與黏度，促進射流穩定。研究透過靜電紡絲製備複合纖維，並以水滴角量測分析其表面親疏水性，探討配比對纖維表面能與濕潤性的影響。結果可為天然高分子複合纖維的製程參數提供依據，進一步應用於生醫敷料、細胞培養支架及環境吸附材料等領域。
3	化學氣相傳輸沉積在藍寶石基板上進行氧化鋅磊晶厚膜成長與退火電性觀察	本實驗運用甲烷輔助化學氣相沉積法在藍寶石基板上進行氧化鋅磊晶厚膜成長，並探討不同退火溫度對其結構與電性之影響。製程條件設定為反應壓力300 Torr、製程時間60 分鐘、氣體流量O₂ 1.3 sccm、Ar41 sccm、CH₄ 10.3 sccm，隨後進行運用O₂ 退火（流量9.1 sccm、時間30 分鐘），溫度分別為600°C、700°C 與800°C。利用掃描式電子顯微鏡（SEM）、霍爾量測及電性分析進行樣品特性評估。
4	雷射點銲技術及熱處理參數對於輕量化熵合金微組織及性質影響之研究	1.Ti₆₅(AlCrNb)₃₅ MEA (Medium Entropy Alloy, Ti₆₅ MEA)符合輕量化的條件外(密度約4.5-5g/cm3)，經適當機械加工及後續熱處理後也具有較優秀的機械性質，可作為航空、汽車零件及高爾夫球頭等用途。 2.考慮到低功率、高能量密度、不易變形等優勢，雷射銲接(CO2)是可以考慮作為MEA銲接技術的選項。 3.經Nd:YAG LSW(Laser Spot Welding, LSW)其具有低能量輸出、熱影響區小(Heat Affected Zone, HAZ)、精準定位等優點，使Nd:YAG LSW可應用於高(中)熵合金薄板的LSW技術。 4.透過(Transmission Electron Microscope, TEM)分析，無論是WFZ或母材皆呈現單相(Body Centered Cubic, BCC)並無其他析出相產生。 5.透過EBSD結果顯示，WFZ中央區晶粒細小(平均晶粒尺寸為33.3 μm)，且隨機方向性；HAZ+BM區域晶粒尺寸較大(平均晶粒尺寸為246 μm)，顯示WFZ區域與HAZ+BM區域微組織具有明確的差異性。
5	以Cr,Mn摻雜ZnGa₂O₄薄膜之性質研究	ZnGa₂O₄ materials, with their wide bandgap and excellent stability, are widely applied in optoelectronic devices, UV detectors, and phosphors. ZnGa₂O₄ (ZGO) thin films were synthesized via the sol–gel method to study the effects of precursor concentration and annealing temperature. Films prepared at precursor concentration of 0.0068 M showed superior crystallinity, bandgap, and PL intensity. Annealing at 800°C further improved the phase purity and optical performance of the ZGO films, describing the optimal conditions of thin films and their optoelectronic properties.
6	以靜電紡絲法制備不同比例共混合PEOPVA奈米纖維探討其性質	本研究旨在解決殼聚醣與PVA 混合溶液紡絲成形困難之挑戰，利用高分子量PEO 之鏈糾結特性輔助靜電紡絲。第一階段實驗確認0.04 g PEO 為最佳添加量，能有效穩定射流並有效減少結構缺陷。進一步調整含PEO/殼聚醣（溶液A）與PVA/殼聚醣（溶液B）之體積配比，結果證實A:B = 4:3 能達到最佳協同效應，完美平衡高分子鏈糾結度與紡絲特性。在此條件下，成功製得表面平滑、無串珠且極致細化（平均直徑0.156 μm）的奈米纖維，為生醫與過濾應用提供優異的材料基礎。
7	Ga摻雜ZnO薄膜硫化處理之性質研究	Zinc oxide films have attracted so much attention because of their low price, relatively low deposition temperature, non-toxicity and good optical and electrical properties. In terms of electrical properties, Zinc oxide thin films are semiconductor materials with high resistivity, and their conductivity can be increased by doping with other elements. ZnO-based thin films doped with group III elements are considered to be a promising transparent conductive material . Among them, Ga has low reactivity, strong oxidation resistance, and the atomic radius of 𝐆𝐚^𝟑+ (0.062 nm) is similar to that of 𝐙𝐧^𝟐+ (0.072 nm), so even at high Ga doping rates, there is only a small lattice deformation. In this experiment, 𝐆𝐚₂𝐎_𝟑was doped with different concentrations to make the ZnO:Ga target, and a radio frequency sputtering system was used for sputtering. 𝐆𝐚_𝟐𝐎_𝟑 were doped with different concentrations and sulfidation, observe the influences in its microstructure, optical properties and electrical properties.
8	以Mist-CVD在雲母基板上進行ZnO/NiO異質接面結構磊晶成長及其光偵測元件製作	本實驗製程以常壓霧化化學氣相沉積法(Mist-CVD)於人工雲母基板依序進行n-type ZnO和p-type NiO︰Li異質結構薄膜磊晶成長，並進一步製作p-n異質接面可撓式光偵測元件。利用SEM、EDS以及XRD分別進行薄膜表面形貌、磊晶成分和晶體結構與磊晶品質分析。ZnO薄膜和NiO︰Li薄膜分別沿(0001)和(111)優選方位磊晶成長，ZnO與NiO︰Li薄膜具高度優選方位，證實此異質接面元件具良好磊晶品質。最後，利用熱蒸鍍法沉積金、鋁電極，製作p-n異質接面光偵測元件，進行p-n異質接面光偵測元件可撓式電性量測，將元件彎曲成三種不同曲率半徑(未彎曲、R=12.5mm、R=10mm)量測其電流-電壓(I-V)和電流-時間(I-t)曲線圖。
9	利用Mist-CVD製程以不同基板因素探討寬能隙氧化鋅鎵薄膜磊晶成長及其深紫外光偵測器應用之研究	本研究以常壓Mist-CVD 製程於藍寶石基板上成長寬能隙ZnGa₂O₄ 薄膜，並採用兩種具晶格匹配特性的氧化物作為緩衝層：岩鹽結構NiO（Eg = 3.6 eV）與尖晶石結構ZnAl₂O₄（Eg = 3.8–3.9 eV）。由於ZnGa₂O₄ 具有4.4–5.0 eV 的超寬能隙，其磊晶品質與光響應可能受到不同緩衝層晶體結構的影響。本研究將使用多種薄膜分析技術，包括掃描電子顯微鏡(SEM)、X光繞射(XRD)、紫外-可見光吸收光譜(UV-Vis)以及深紫外光響應量測，系統性分析ZnGa₂O₄ 在兩種緩衝層(NiO 與ZnAl₂O₄)上的磊晶成長薄膜結晶品質與光學特性，評估其於深紫外光偵測器之應用潛力。
10	利用無電鍍在石墨基板上鍍覆Ni-Co含S之超級電容電極之材料研究	本研究已成功使用犧牲鋁陽極無電鍍法在石墨基板上製備Co-Ni-S-P鍍層。透過調整參數（硫酸鈷添加量、溫度、鍍覆時間及硫氰化鉀添加量）來製備不同組成的鍍層，並進一步使用SEM、EDS、CV和EIS進行表面形貌分析和電化學分析。
11	探討Chitin/PEO與Chitin/PVA靜電紡絲纖維形貌與特性	本實驗採用靜電紡絲，利用電磁將溶液從針頭用正電作牽引，負電接載台便於收集，溶液先將Chitin溶入甲酸溶劑中，再加入PEO/PVA作為助紡劑，紡製過程用加熱燈幫助多餘溶液蒸發，用玻璃墊片收集纖維樣品做SEM、水滴角分析，在測出最佳的濃度後，蒐集大量纖維，做TGA分析。
12	以奈米碳管、石墨烯及活性碳微球製作奈米碳複材紙應用於蛋白質電化學感測器及染料吸附之研究	1.本研究使用奈米碳管具高導電性與導熱性能提供良好的電子傳輸通道；石墨烯具優異的導電性及低電阻能高效的電子傳輸、增強靈敏度；活性碳微球具高比表面積與多孔結構透過表面孔洞可有效提升蛋白質的吸附效率。 2.透過震盪、抽氣過濾及烘乾後製成各類奈米碳複材紙並進一步探討在不同條件的製程下所製得的奈米碳複材紙在接合不同濃度牛血清蛋白(及染料吸附前後各項性能表現的差異。 3.實驗結果顯示羧化奈米碳管添加活性碳微球重量比為12的 SC1 Xca 2試片在添加BSA前後有顯著的電化學變化甚至能檢測BSA微量的變化；在染料吸附中則以SC1 Xca 3試片具最高吸附量顯示多孔結構與吸附位點的增加能有效提升染料吸附能力。
13	結合生質/球型活性碳應用於電化學儲能及廢水染料吸附研究	隨著再生能源與環境技術發展，多功能碳材料在能量儲存與廢水處理中愈顯重要。本研究先分別以木糖、核桃殼、菱角殼與咖啡渣等前驅原料製備活性碳後再將核桃殼生質碳與球型活性碳進行不同比例混合藉此評估其在電化學儲能及廢水染料吸附等性能之表現。