機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    整合自組裝奈米球微影與光輔助電化學蝕刻之奈米柱狀陣列製作技術
    (2005) 黃茂榕; Huang Mao-Jung
    本研究結合奈米球微影以及光輔助電化學蝕刻兩項技術之優點,用於製作高深寬比的奈米柱狀陣列。聚苯乙烯奈米球可藉由材料本身的自組裝效應,能輕易定義出奈米等級的圖形陣列,並可由球體尺寸的選擇與堆積層數的控制,有效地定義圖案形狀以及圖案尺寸,因此稱為奈米球微影術。同時,本研究將採用光輔助電化學蝕刻,以滿足奈米柱高深寬比的蝕刻需求,此技術有著易於形成奈米級孔洞的優點,其蝕刻深度與寬度之比更可達到250:1,優於感應耦合電漿離子蝕刻術(Inductively coupled plasma reactive ion etching, ICP-RIE)的蝕刻效果。兩項技術的結合可代替如電子束(Electron beam)、深紫外光(Deep ultraviolet, DUV)、X光(X-ray)微影技術,與感應耦合電漿離子蝕刻技術等昂貴的設備,因此非常適合用於製作高深寬比之奈米柱結構。 實驗的結果証實利用旋轉塗佈搭配震盪塗佈的方式,可將奈米球規則地排列於矽基板上,並且定義出單層與雙層奈米等級的圖案。而在光輔助電化學蝕刻的實驗中,証實了在添加界面活性劑的作用下,蝕刻蝕刻液的接觸角可降低至15度,具有超親水性的特性,並大幅改善擴孔現像,使得奈米級的高深寬比孔洞能夠輕易的產生。當使用5 V的蝕刻電壓與HF濃度2.5 wt%的蝕刻液,經過5分鐘的蝕刻後,能夠產生高度6.2 m,直徑為90 nm的高深寬比孔洞,而孔洞的深寬比可達到68:1。在光輔助電化學蝕刻中,當孔洞底端氟離子數量遠少餘電洞數量,孔洞側壁的蝕刻現象將非常明顯,並且蝕刻深度則開始隨著電壓的增加而減少。本實驗目前可製作出高度為1m深寬比達20:1~14:1的奈米柱。奈米柱將隨著奈米球的定義而排列,因此具有陣列化的排列現象。 關鍵字:奈米柱,奈米球,光輔助電化學蝕刻,自組裝。
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    奈米孔洞陣列製作技術應用於抗反射層研製
    (2008-11-08) 黃茂榕; 楊啟榮; 邱源成; 李榮宗
    矽晶片表面經過粗化處理後可降低晶片表面的反射率,以增加矽質太陽能電池的發電效率。本研究提出結合自組裝奈米球微影(self-assembed nanosphere lithography, SANL)以及光輔助電化學蝕刻 (photo-assisted electrochemical etching, PAECE)兩項技術,在矽晶片表面製作高深寬比的奈米孔洞陣列結構,用於降低矽晶片的反射效率。實驗結果顯示所完成的奈米級孔洞陣列結構,其蝕刻深度約為6.2 μm,直徑約為90 nm,即孔洞的深寬比可達約68:1。在380 nm-890 nm波長範圍內矽晶片的平均反射率為40.2 %。經過SANSL以及5分鐘的PAECE蝕刻後,平均反射效率可降低為1.73 %。本論文所提出的新型製程技術,除具有低成本優勢外,所完成的奈米級孔洞陣列結構更可實際應用於單晶矽太陽能電池之抗反射結構。
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    超低反射率之抗反射矽結構研製
    (2008-11-09) 楊啟榮; 羅嘉佑; 黃茂榕; 李幸憲; 趙偉迪
    本研究以自行開發之光輔助電化學蝕刻(photo-assisted electrochemical etching, PAECE) 系統,對矽材料進行電化學蝕刻,形成具有陣列性質之表面結構,且不需沉積抗反射膜,即可大幅降低其表面之反射率。未來可望應用於矽基太陽能電池之抗反射結構,進而提升電池之光電轉換效率。此技術之開發有設備與製程成本低、可批次生產、良率高,且與半導體製程相容性高等特點。由實驗結果已證實,在光波長200-850 nm的範圍下,拋光矽表面之反射率約為38.32%,經由光輔助電化學蝕刻製程5 hr所形成之多孔矽表面,可得到反射率約為0.57%。若將蝕刻時間縮短為2 hr,並將矽表面蝕刻形成孔洞陣列,可得更低之反射率約為0.43%。以此技術進行矽基穿孔之製程,穿孔陣列結構之反射率仍約為0.42-0.43%。本研究證明以光輔助電化學蝕刻技術能製備低成本且超低反射率之抗反射結構,若應用於太陽能電池方面,對太陽能電池之普及化將有極大的助益。
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    新型高深寬比奈米孔洞陣列製作技術
    (2005-11-25) 楊啟榮; 黃茂榕; 湯杜翔; 劉榮德
    本研究結合奈米球微影以及光輔助電化學蝕刻兩項技術之優點,用於製作高深寬比的奈米孔洞陣列。實驗的結果証實利用旋轉塗佈搭配震盪塗佈的方式,可將奈米球規則地排列於矽基板上,並且定義出單層與雙層奈米等級的圖案。而在光輔助電化學蝕刻的實驗中,証實了在添加界面活性劑的作用下,蝕刻液的接觸角可降低至 15度,具有超親水性的特性,並大幅改善擴孔現像,使得奈米級的高深寬比孔洞能夠輕易的產生。當使用1 V的蝕刻電壓與HF 濃度2.5wt%的蝕刻液,經過12.5分鐘的蝕刻後,能夠產生高度6.2μm,直徑為90nm 的高深寬比之奈米級孔洞,而孔洞的深寬比約為68:1。