109學年度 - 材料科學與工程學系

組別	題目	摘要	海報
1	氮化鎵奈米帶之相變化行為研究	現有的實驗設備中，不易觀察對於奈米尺寸的材料，在拉伸過程中的變形行為。文獻中可以發現，很少涉及一維奈米結構的氮化鎵(GaN)發生相變化行為的研究
2	硫化銅薄之性質與製備之研究	透明導電氧化物(TCO)薄膜，指的是具平均80%以上的透光率與良好的導電性(電阻值低於 10^-3Ωcm)之特性的薄膜。由於電子元件的需求，硫化銅(CuS)薄膜為p型直接能隙半導體，其能隙約為0.9eV-3eV，硫化銅薄膜具高吸收、高透光…等特性。根據文獻研究結果顯示，硫化銅薄膜經適當的處裡可產生不同的結構以改善光性與電性。
3	Tio₂,ZnO,Co₃O₄對Rhodamine B有機染料在可見光環境光降解效率分析實驗	光觸媒於照光後產生的電子電洞對在未相結合前，有機會移動至固體表面，以進行一連串的氧化還原反應，這串反應可分解為五個簡單的步驟來討論汙染物-Rhodamine B (RhB)羅丹明B 若加入適當之光觸媒可使羅丹明B進行氧化還原反應，還原態之羅丹明B水溶液會由紅色變為無色。由於擁有此特性，可藉由溶液之吸收光譜強度判斷羅丹明B之氧化還原程度，評估光觸媒之光催化活性。
4	常壓電漿及水熱混成技術沉積二氧化鈦膜層於染料敏化太陽能電池之應用研究	本研究結合常壓電漿技術與水熱合成法，開發一套低溫、低成本且具可控制性的混成製程，應用於沉積二氧化鈦（TiO₂）薄膜於染料敏化太陽能電池（DSSC）電極表面。傳統TiO₂薄膜製程多仰賴高溫燒結，限制基板選擇並提高能耗，本研究所採之混成技術能有效改善薄膜結構、提升染料附著性與電子傳輸效率。
5	以奈米碳強化材紙製作奈米碳材/碳基複合材	碳/碳複合材料是高溫高強度、高彈性係數結構材料(高於2000°C)，同時具有低熱膨脹係數、低密度、耐磨擦、抗疲勞與抗腐蝕等優異性質，主要是以碳纖維作為碳/碳複合材料中的強化材，但其各項性質已臻極致。
6	製備鈣碳礦結構錳酸鑭鍶與其超級電容特性之研究	本實驗使用Pechini法來製備鈣鈦礦型氧化物(La_x Sr_1-x MnO₃)之超級電容電極材料。鈣鈦礦型氧化物(ABO₃)材料因具有良好的導電性能以及電化學性能，但具有較高的熱穩定性，適合應用在較高溫的環境。探討不同煆燒溫度與不同鍶含量，對電化學性能的影響。以鑭鍶錳為主要元素，製備出電極，研究不同循環伏安掃描速率對其電化學以及電容特性的影響，並且繼續高圈數循環壽命測試。另外，也使用SEM觀察粉體型態，並用XRD分析其結晶相。高電位和低電位相差0.5V的情況下進行500圈之循環壽命測試，其測試後，仍然有超過70%之良好效率。
7	射頻磁控濺鍍鑭鍶銅氧化物薄膜之性質研究	本研究以射頻磁控濺鍍技術成功製備鑭鍶銅氧化物（La₁₋ₓSrₓCuO₄, LSCO）薄膜，並系統探討其結構、表面形貌與電性特性。LSCO為具有高溫超導潛力與良好電荷傳輸性的層狀過渡金屬氧化物，對其薄膜性質之控制對未來光電與超導元件應用具高度意義。實驗中選擇不同濺鍍功率、氧氣比例及基板溫度條件進行參數調控，以尋求最佳製程。薄膜樣品經X光繞射（XRD）分析確認具備良好c軸取向結晶性，並以掃描式電子顯微鏡（SEM）觀察其微觀表面結構。透過霍爾量測與四點探針測試進一步分析其電學性質。研究結果顯示，適度的Sr摻雜與氧氣控制有助於提升薄膜的導電性與載子濃度，而沉積條件則顯著影響晶粒大小與薄膜均勻性。整體而言，本研究提供一套具可行性的LSCO薄膜製備方法，並為未來應用於超導器件與透明導電膜領域奠定技術基礎。
8	以抽氣過濾及旋鍍改質法製作奈米碳材生物感應紙研究	2003 年時，Sungkyung Ji等人使用硝酸(HNO₃)羧化多壁奈米碳管，並使用EDC/NHS與羧基鍵接，再以前列腺特異性抗體(PSA)接上羧化後的奈米碳管，最後加入BSA穩定其表面，接著沉積在濾紙上，製作成生物感測器。2015年時，Saurabh Kumar等人利用PEDOT：PSS改質氧化石墨烯，經充分分散後，沾附在濾紙上，製作成具有優良導電性的感測紙，並且量測添加抗原前後之電阻變化率。
9	利用超音波霧化輔助化學氣相沉積法在藍寶石基板上沉積鈷系氧化物薄膜	首先介紹原理的部分，此次研究主題所使用的前驅物是醋酸鈷水溶液，為了使鈷系氧化物沉積在基板上，而主要會生成兩種較穩定的氧化物，分別為CoO和Co₃O₄，鈷在試片上有許多應用，分別有鋰電池、光觸媒和超級電容之電極等等，選用鈷這個元素是因為此氧化鈷屬於P型氧化物，因此我們當初希望做出高品質的磊晶薄膜後，可以與n-type的ZnO做p-n junction。 Mist-CVD製程主要是透過左下角的超音波震盪子對藥杯內的前驅物進行物化，而使前驅物溶液呈現細小的霧狀粒子，再藉由通入帶入氣體將霧氣攜帶製槍體內，與基板進行反映。而Mist-CVD的優點是可在常壓下行製程，成本較低，且前驅物無毒，相較傳統的MOCVD需要在真空的環境下進行實驗，花費較高，且前驅物為有機金屬，具毒性及易燃性。
10	利用靜電紡絲法比較硝酸鈣和硝酸釔對矽基氧化物奈米纖維的影響	將奈米碳管製成具有接合蛋白質能力且導電性佳的巴克紙。巴克紙加上癌症抗體(蛋白質)，癌症抗體捕捉病毒抗原(蛋白質)，抗體蛋白質接合效果須不因時間變化而消失其效能。
11	常壓電漿技術沉積二氧化鈦膜層於染料敏化太陽能電池應用	本實驗目的為使用自行開發之常壓電漿噴流(Atmospheric Pressure Plasma Jet)金屬電極沉積系統，以化學輔助氣相沉積法製備奈米樹狀型態之銳鈦礦結構(Anatase structure)二氧化鈦(TiO₂)膜層於FTO透明導電玻璃上，應用於染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)之工作電極，搭配N719染料及含碘離子的電解液組裝成DSSC元件，並探討其微觀結構對DSSC元件之光電性質影響。在實驗過程中，透過調整電漿功率、沉積溫度、沉積距離、主電漿流量、前驅物流量及沉積時間等製程參數，尋求最佳之樹狀結構高度、密集性及孔隙度，達到增加膜層對於染料的吸附量及呈現較佳的電子傳輸性質之目標，本研究最佳光電轉換效率已達12.08%，未來將整合DSSC元件於光電化學產氫之應用研究。
12	異質金屬雷射銲接介金屬特性分析	Al-Cu接合可分為固態接合(如：超音波、摩擦接合) 與液態接合(如：電弧氬銲、雷射銲接) 。光纖雷射銲接(Fiber LASER welding)具有高效率、高能量密度以及快速的熱循環曲線等特性。
13	以水熱法於藍寶石基板成長氧化鋅薄膜之性質研究	In this experiment, ZnO films were deposited on c-plane sapphire substrates by a radio-frequency reaction magnetron sputtering as buffer layers at various oxygen atmosphere ratios(20~80%), by using low-cost hydrothermal method to prepare p-type K-doped ZnO epitaxial film, and discuss the effects of its film properties. The experimental results show that the surface morphology changes from roughness to flatness with the increase of K concentration. Especially while the films growth on buffer layers of sputtering at 50% of O₂ / Ar+O₂ flow ratio, by using the hydrothermal method at 0.006 M Kdoped ZnO. In terms of electrical and optical properties, it has the lowest resistance (48.46 Ω-cm), the highest average visible light transmittance (95.24%), and the highest figure of merit is 4.83×10^-7.
14	鈦鋁合金高溫潛變性質研究	本研究利用DAT-TA1 鈦鋁合金在真空環境下進行澆鑄等方法進行鑄造共兩批(晶粒小、晶粒大)。透過DSC 得到升溫曲線圖，並判斷設計出完整的熱處理程序，條件:1360℃/2hr/ArC。最後為高溫潛變測試實驗。條件為:982℃/152MPa、800℃/300MPa。針對兩批試棒利用XRD 進行相鑑定與鈦鋁二元相圖比較，結果顯示皆為γ- (TiAl)相、α2-(Ti₃Al)相。將原材試棒與經熱處理之試棒由OM、SEM、EPMA 進行微觀組織的觀察與分析。由實驗結果得知，鑄造晶粒大的試棒經熱處理後會具有較好的抗潛變性質。
15	常壓電漿及水熱混成技術沉積三氧化鈦鎢奈米棒膜層於電至變色之應用研究	1.三氧化鎢(WO₃): 過渡金屬氧化物，被認為是最適合做電致變色材料之一。 2.電致變色(Electrochromic):達到較高的著色與去色效率，此過程中只需少量的電荷遷入與遷出奈米結構材料薄膜層中。
16	以可可殼及稻殼製備多孔生質碳電極之研究	在現今的社會中，人口不斷的增長，隨著科技的進步，近年來出現能源耗竭的問題。因此本研究將農業生質廢棄物回收再利用，經過適當的改質後，製成可使用的生質碳材料並應用於儲能系統的電極上
17	溶劑與煆燒溫度對靜電紡絲氧化鐵超級電容負電極之影響	非對稱式超級電容相比對稱式超級電容有較大的優勢，正負極材料對非對稱式超級電容非常重要。本研究以負極材料a-Fe₂O₃為研究對象並使用靜電紡絲法、改變溶劑比例以及煆燒溫度，藉此提高其比電容。探討不同溶劑比例對於a-Fe₂O₃纖維的電容特性。不同溶劑比例以不同溫度熱處理後結晶相、性質是否改變。
18	不同溶液條件在連續流動式反應槽體中生長氧化鋅之研究	使用連續流動式反應槽體是因為其低溫、常壓、且低價，是一種低溫化學溶液法。而壓力鍋其設計讓在槽體內是受到限制的狀況，使得溶液在壓力鍋內是一個封閉的狀態，且約過4~5小時後將很難繼續成長，而透過使用連續流動式反應槽體可以改善這問題，讓溶液流動且成長可以更快速。利用連續流動式反應槽體進行氧化鋅磊晶成長的研究。探討在不同溶液濃度下，氧化鋅磊晶的厚度與形貌之變化。透過霍爾量測和SEM顯微結構進行觀察。