111學年度 - 材料科學與工程學系

新區塊

組別	題目	摘要	海報
1	以層狀結構材及各類纖維製作無銅磨擦材料性質探討	因應未來磨擦材料中銅原料的比例受限，本研究主要探討添加層狀結構材(雲母、人造石墨、膨脹石墨)及各類纖維(水鎂石纖維)，取代商業NAO磨擦材料中的銅原料，並進行機械、熱傳導、磨潤性質的探討。
2	以蒸鍍機製備透明光電薄膜之硫化銅薄膜材料性質研究	透明導電薄膜(transparent conductive material, TCM)在可見光範圍(波長 400-700 nm)內既具有高穿透率，也具有良好的導電性。目前已被廣泛運用於太陽能電池、觸控面板、平面顯示器及其他光電材料領域。 TCM 可分成 p 型與 n 型兩種類型，這兩種材料多半藉由摻雜的方式達到所需光電特性。研究動機:透明導電薄膜目前最具代表性的材料為銦錫氧化物(Indium tin oxide，ITO) ，但In於地球上的礦藏含量稀少，因此許多研究都致力於發展其他P 型半導體來取代ITO。硫化銅(CuS)，其經濟且環保、無害、地球含量豐富且具有較好的電性性質。近年來也許多人開始研究摻雜不同金屬，來使其有更好的光電性質。
3	時效變形對靜電紡絲製備β-chitin纖維樣貌之研究	本實驗使用幾丁質、PEO、PCL 經由靜電紡絲製造出具有生物相容性的纖維並應用於醫療敷料。透過觀察放置於不同時長及環境下所產生的差異，以便了解存放於何種環境下可以保持成品的最佳使用狀態。
4	FTO常壓電漿沉積氧化鋅與氧化亞銅異質奈米結構於光電化學產氫之應用研究	氫能為目前最乾淨能源，其優點為清潔環保、可再生。氫氣的燃燒主要生成物為水，不會導致任何二氧化碳或溫室氣體的產生，適合作為替代非石化能源使用。氫氣可以通過太陽能、核能、風能等多種方式生產。氫能不只可以當燃料使用，也常運用於工業中，被廣泛認為是未來燃料，可以做為汽車發動機的燃料。氧化鋅光催化性能只能在紫外線照射下才能達到而且它的寬能隙限制了其應用。故提高氧化鋅光催化性能的方法為與其他半導體材料復合。銅氧化物與氧化鋅復合形成異質接面(NP) ，可以提高光響應範圍和太陽能利用率，提高電子-電洞對的分離，從而提高其催化性能。
5	靜電紡絲法熱處理製成矽鈦基奈米纖維形貌觀察與分析	本實驗以四乙氧基矽烷跟鈦酸四丁酯進行靜電紡絲，在矽鈦基材料的研究中，可利用其良好光催化性等性質透過靜電紡絲賦予更多應用，在自潔材料、染敏電池等領域業備受關注。在本實驗中透過材料特性添加高分子進行分析，透過改變工作參數進行研究，將樣品於高溫爐進行熱處理以400°C、500°C、600°C、700°C 、800°C不同溫度來製備奈米纖維與薄膜，以掃描式電子顯微鏡(SEM) 、熱重損失分析儀(TGA)，對熱處理後奈米纖維特性進行觀察分析。
6	鈣鈦礦太陽能電池膜層的研究	本實驗要製備鈣鈦礦太陽能電池膜層(Perovskite Solar Cell,PSC) 分別以旋轉塗佈法 (Spin coating) 在 ITO 基板鍍上緻密層( Compact TiO₂ ,cp-TiO₂)以及介孔層 Mesoporous TiO₂,mp-TiO₂ 作為電子傳輸層；以旋轉塗佈法在 ITO 基板鍍上鈣鈦礦作為光敏層以及化學氣相沉積法 Chemical Vapor Deposition CVD 在銅網上生長石墨烯作電極。並透過掃描式電子顯微鏡、偏光顯微鏡、 UV-Vis 進行表面形貌觀察性質量測。
7	研究不同表面處理對水熱法成長氧化鋅薄膜之光電特性	• 使用壓力鍋水熱法在藍寶石基板上進行氧化鋅異質磊晶成長 • 分別經過不同表面處理後 • 利用蒸鍍沉積的方式鍍上MSM指叉狀銀電極 • 繪出I-V、 I-t曲線圖觀察其光響應度及衰退速度
8	利用常壓Mist-CVD製程進行P型尖晶石礦氧化鋅鈷磊晶薄膜及其異質結構磊晶成長及光電性質研究	穩定p-type ZnO不易成長，實驗主要嘗試生長較容易呈現p-type電性的氧化鋅鈷(Zn_x, Co_1-x)Co₂O₄ 。進一步嘗試製作 n-ZnO/p-(Zn_x, Co_1-x)Co₂O₄異質結構二極體元件，並進行p-n接面基本電性質及光偵測器元件製作。
9	利用射頻磁控濺鍍法於可撓式PET基板成長摻鋰之氧化鎳薄膜及性質研究	• 透明導電薄膜(Transparent Conductive Oxide，TCO)是指在可見光區域具有高穿透率且導電性良好的薄膜。 • 金屬氧化物薄膜於可見光區域具有高穿透性，雖然導電性質不如金屬薄膜，但可以藉由外部摻雜來改善其導電性質。 • 實驗以薄膜可見光穿透率達到80%、薄膜電阻率達到1x10^-2 Ω-cm為目標。
10	Ce³⁺摻雜UCr₄C₄型Na_0.5K_0.5(Li₃Si)O₄螢光粉的研究	•本研究利用固相法製備UCr₄C₄型Na_0.5K_0.5(Li₃Si)O₄:xCe³⁺(x=2%、4%、6%、8%) (NKLSO)螢光材料，將粉體均勻混合後，放入高溫爐中在750℃和800℃下煆燒，探討不同Ce摻雜量及不同煆燒溫度下的螢光粉，對於發光強度的影響。 • SEM照片顯示，螢光粉雖具相同的Ce摻雜量，但在750℃下煆燒的NKLSO螢光粉顆粒感較強，且外圍有一些附著物，而800℃的顆粒較呈現扁平狀。 • PL光譜顯示，在800℃下煆燒的6%鈰摻雜量螢光粉具有最佳發光強度
11	鈦板之常壓電漿及水熱鍍製二氧化鈦與常壓電漿沉積氧化亞銅異質奈米結構於光電化學產氫之應用	（TiO₂）奈米結構，並進一步透過常壓電漿沉積氧化亞銅（Cu₂O），形成異質結構，以提升其於光電化學水分解產氫之效率。研究中首先利用常壓電漿改質鈦板表面，提高其親水性與反應活性，接續以水熱法成長 TiO₂ 奈米柱狀結構，最後以電漿輔助方式沉積 Cu₂O，形成具有光響應擴展與電子分離效果之異質接面。材料經由 SEM、XRD、UV-Vis、EIS 等分析，確認奈米結構形貌與光電特性。實驗結果顯示，TiO₂/Cu₂O 異質結構相較純 TiO₂ 具更佳之可見光吸收能力與電子傳輸效率，且於模擬太陽光照射下具有較高的光電流密度，顯示其於光電化學產氫應用上具潛力。本研究證實透過材料組合設計與製程控制，可有效提升水分解反應效率，對未來綠能材料開發提供技術基礎。
12	羧化改質對奈米碳材紙應用於電化學生物感測器影響之探討	本研究先以奈米碳管經過不同羧化改質順序，並添加不同成分(石墨烯及氧化石墨烯)，以抽氣過濾法製成各類奈米碳材生物感測紙試片，探討其對接觸角、電化學性質及顯微結構之影響，最後再添加不同濃度之牛血清白蛋白，並評估其應用於電化學生物感測器作為疾病檢測的可行性。
13	銅片成長銅氧化物與常壓電漿沉積氧化鋅異質奈米結構於光電產氫之研究	•實驗室採用自製的常壓電漿鍍膜系統為主，以低成本、方便操作及高整合性，在銅片上直接成核出銅氧化物奈米線結構，並且採用其它製程方式探討奈米線生長密度和長度直徑比之差異性。 • 氧化鋅具有寬帶能隙，後續使用常壓電漿在 P 型半導體奈米線上沉積氧化鋅奈米顆粒，建立一個 PN 異質結構，促進電荷分離效率和傳輸到表面以驅動氧化還原反應，有效改善整體光電化學反應以及穩定性。
14	鋇摻雜鑭銅氣硫化合物薄膜之性質研究	本研究以硫化溫度900°C製備鋇摻雜鑭銅氣硫化合物（LaCuOS:Ba）薄膜，探討不同Ba摻雜量（0~30 at%）對薄膜結構、光學與電性質之影響。XRD分析顯示，薄膜皆為LaCuOS純相，隨Ba摻雜量提高，晶粒尺寸增加並影響優選取向。光學量測發現，隨摻雜量增加，穿透率及能隙呈下降趨勢，未摻雜樣品具有最高穿透率59%、能隙3.13 eV。電性測試顯示，20 at%摻雜時薄膜具最佳片電阻1.47×10⁻² Ω·cm、載子遷移率7.43 cm²/V·s及載子濃度8.94×10¹⁹ cm⁻³。綜合FOM計算，10 at%摻雜樣品具有最佳光電品質因子1.36×10⁻⁶，為最佳平衡條件。
15	以碳/活化改質生質材料製備多孔碳電極粉末研究	• 隨著全球工業與科技業的進展，電子產品不斷創新且多元化，使得全球對能源的需求越來越大，因此研發具備環保與綠色概念的良好儲能系統與裝置相當重要。 • 本研究採用生質原料(栗子殼、瓜子殼、核桃殼)，進行碳化及KOH活化劑活化改質，製備應用於碳電極之多孔活性碳，並探討由碳/活化製程對其電化學性質及顯微結構之影響
16	Nd:YAG雷射銲接對於軋延後中熵合金微組織及性質之研究	本研究使用中熵合金 (Medium-Entropy Alloys,MEA) (Ti₆₅(AlCrNb)₃₅) 進行銲接修補，參考高熵合金 Nd:YAG 雷射銲接 (Nd:YAG laser welding) 進行討論。本研究探討中熵合金銲接修補後是否影響或改變原本性質。使用Nd:YAG雷射銲接技術在中熵合金透過熱軋後冷軋的試片上進行銲接修補並觀察微組織變化。觀察微組織變化對於中熵合金機械性質及熱物性質之影響。
17	熱處理和GTAW銲接修補參數對Cu-Ni-Si-Cr合金顯微結構及機械性質影響之研究	本研究使用 GTAW 且透過不同銲後固溶熱處理時間，對預選銲補參數之CP Cu-6.5Ni-1.0Si-0.3Cr 合金進行探討。探討以下各項： 1. 銲後各階段熱處理對顯微組織、熱物性質、機械性質之影響。 2. 使 GTAW 對 CP Cu-Ni-Si-Cr 合金銲接修補性能被了解的更全面。
18	靜電紡絲法製備矽基氧化物奈米纖維與網狀多孔隙結構之探討	本研究旨在利用靜電紡絲法製備具多孔隙結構的矽基氧化物奈米纖維，並探討添加不同前驅物對纖維形貌、熱穩定性與親水性的影響。實驗材料主要包括四乙氧基矽烷（TEOS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、硝酸釔與硝酸鈣，搭配二甲基甲醯胺（DMF）作為溶劑。樣品經靜電紡絲成型後，再以不同溫度進行熱處理，並使用掃描式電子顯微鏡（SEM）、熱重分析（TGA）與接觸角量測進行特性分析。