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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    水熱法成長摻鎵氧化鋅奈米線應用於一氧化碳氣體感測之研究
    (2010) 潘俊良; Jun Liang Pan
    本研究係利用水熱法成長氧化鋅奈米線製成感測元件,並改變不同之鎵摻雜量,藉此探討一氧化碳氣體感測特性。首先,利用溶膠凝膠法製備氧化鋅材料,以旋轉塗佈製備一層氧化鋅種子層,加以進行不同溫度的退火處理,再以此當作基底成長氧化鋅奈米線,再探討其CO感測特性。實驗結果發現,種子層經500 C退火處理後成長的奈米線具有最佳(002)優先成長方向而種子層經700 C 退火處理後成長的氧化鋅奈米線可得到最佳長寬比,且在感測溫度250 C、CO濃度為200 ppm時具有最佳的感測靈敏度。另一方面,本研究分別以500 C及700 C退火種子層當作基底,在水熱法環境分別摻雜0.5 at. %、1 at. %、2 at.%的硝酸鎵成長氧化鋅奈米線,發現摻鎵濃度增加,氧化鋅奈米線的長寬比會降低,且經由700 C退火處理成長摻雜0.5 at. %硝酸鎵氧化鋅奈米線在感測溫度200 C時具有最佳的感測靈敏度,可達到12.64。最後,藉由改變水熱法溫度成長摻鎵氧化鋅奈米線,發現種子層700 C退火當作基底,在85 C條件下成長摻鎵氧化鋅奈米線具有最佳的長寬比,在感測溫度200 C時具有最佳的CO感測靈敏度為14.48。
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    氧化鋅奈米線/奈米鑽石薄膜複合結構之特性研究
    (2009) 何書安; Shu-An He
    氧化鋅(ZnO)為一寬能帶間隙半導體材料,並且擁有許多吸引人的特性,例如奈米結構多變性、室溫下有很高的發光效率和高激子束縛能、高壓電特性、無毒性可應用於光電生醫方面。在本論文中使用氧化鋅奈米線(Zinc oxide nanowires, ZnO NW)和奈米鑽石薄膜(nanocrystalline diamond thin films, ND)製作複合結構,首先利用微波電漿化學氣相沉積系統成長奈米鑽石薄膜,接著分別利用水熱法以及VLS 法成長氧化鋅奈米線於奈米鑽石薄膜上。 研究結果發現水熱法成長氧化鋅奈米線/奈米鑽石薄膜複合結構之場發射起始電場可降低至5.6 V/μm、場增強因子為1286。VLS法成長氧化鋅奈米線/奈米鑽石薄膜結構之場發射起始電場為6.5 V/μm、場增強因子為1565,與單純奈米鑽石薄膜比較,證實成長氧化鋅奈米線於奈米鑽石薄膜上之複合結構有效提升場發射特性。單純氧化鋅奈米線之電漿後處理場發射特性結果發現,分別以氬氣電漿作用1、3、5分鐘後,發現氬氣電漿處理1分鐘可降低起始電場至12.4 V/μm、提升場增強因子至526。以氫氣電漿作用1、3、5分鐘後,得到結果為氫氣電漿處理3分鐘可降低起始電場至10.6 V/μm、提升場增強因子至903。綜合VLS法成長複合結構與氫電漿處理3分鐘之試片,起始電場為6.6 V/μm、場增強因子為1951,與前述之複合結構比較後,證實綜合VLS法成長複合結構與氫電漿處理3分鐘之試片擁有較佳的場發射特性。
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    氧化鋅奈米線陣列披覆PVDF製作可撓性壓電元件之輸出電壓特性研究
    (2015) 許敬玄; Shiu, Jing-Shiuan
    本研究先利用濺鍍機在可撓式銅基板上沉積一層氧化鋅種子層,再將沉積種子層過後的銅基板經過水熱法長出一維結構之氧化鋅奈米線,透過不同氧化鋅種子層的粗糙度改變氧化鋅奈米線之線徑與線長:氧化鋅種子層粗糙度低,奈米線長且細,但容易造成奈米線叢聚現象;氧化鋅種子層粗糙度高製備出奈米線線徑粗,因線徑粗使奈米線叢聚現象降低。因製備完成氧化鋅奈米線後,需將PVDF薄膜旋塗於氧化鋅奈米線上,若奈米線有叢聚現象,PVDF溶液較不易均勻沉浸於奈米線中。接下來探討PVDF在何種結晶的環境下和厚度,能有效的提高PVDF的壓電輸出特性,一般PVDF的熔點溫度在160℃。研究成果指出,PVDF薄膜在300 rpm的轉速有最大的壓電輸出,且在烘烤時間50分鐘也能有效的使壓電輸出達到最佳化。 雖然氧化鋅奈米線本身也是壓電材料,但其壓電輸出特性卻非常小;而在PVDF薄膜上,雖材料本身耐強度與高壓電輸出特性,但其壓阻高所造成的靈敏性低之缺點,故在最後研究,將結合兩種材料以達到相輔相成的效用在,所以近一步探討PVDF薄膜在有無披覆氧化鋅奈米線時的壓電輸出特性的差異,結果顯示披覆氧化鋅奈米線時之壓電輸出特性增加、反應時間減少,都是因氧化鋅奈米線高體表面積的優點,使PVDF薄膜能突破本身低靈敏性的特性,能有潛力成為高敏性與高輸出之可撓式攜帶電子元件。