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Item 石墨烯在不同基板上的偏振解析拉曼光譜(2021) 張瑀真; Chang, Yu-Chen石墨烯為一種單層碳原子構成蜂巢狀二維平面的特殊材料，自2004年開始，單層的石墨烯成功地被塊狀的石墨剝離後，近幾年大家開始探索且研發其他更多不同導電特性的二維材料。石墨烯具有獨特的高導電、高導熱以及對光的高敏感性而備受重視。本研究利用化學溶劑濕式蝕刻法以及氣泡轉移法，以在不影響石墨烯品質的情況下轉移到矽基板，測量石墨烯二維材料的原子振動反應並探討與其基板的交互作用情形，利用偏振拉曼光譜儀系統量測原子振動的偏振狀態。本研究使用不同偏振態的入射光 （圓偏振光、線性偏振光）照射石墨烯樣品，讓石墨烯因在不同基板上的耦合效應不同而破壞了簡併振動帶，因而使得簡併聲子振動比例有所不同，也導致偏振拉曼振動狀態和振動強度的改變。我們更進一步利用石墨烯中簡併聲子振動帶的特性量測到二維材料具有旋光轉換的效應。本研究也將會介紹如何使用偏振程度（Degree of polarization）的算式結合拉曼光譜來了解不同基板上石墨烯原子振動狀態的偏振特性並能夠藉由數值模擬來驗證實驗結果。這些成果及實驗方法將有助於深入研究光與二維材料與基板交互作用，探討更多基本的材料物理特性及未來可能的應用。Item 矽奈米線場效電晶體(2010) 李彥霆; Yan-Ting Li迄今，矽奈米線(SiNWs)可使用不同的方法製作，例如雷射濺鍍、熱蒸鍍和微影技術。然而，由這些方法所製成之矽奈米線大多為非固定位置與方向或是由於自組式成長而形匯聚及扭轉等情況，限制了在奈米電子學之應用。 而本研究中我們結合由上而下之半導體製程技術並結合局部的矽氧化作用之技術製作直徑5 ~ 20奈米，長度近似於400奈米之多晶矽奈米線。局部矽氧化作用乃利用氮化矽於矽墊層區域防止矽氧化，並於介於源、汲極間電子傳輸之通道之矽線開窗以進行局部的矽氧化作用以形成矽奈米線。 此外，利用濕式蝕刻使多晶矽奈米線形成獨立懸掛橋樑結構，並定義多晶矽閘極，製作出全環繞式(gate all around；GAA)閘極奈米線場效電晶體。隨著元件之完成，以穿透式電子顯微鏡(TEM)確認元件之結構，並做基本電性之探討。Item 基於網路分析儀之鐵磁共振儀的建製及磁性多層膜高頻共振性質研究(2010) 賴韋辰; Wei-Chen LaiRuderman-Kittel-Kasuya-Yoshida (RKKY) 等磁層耦合現象在巨磁阻效應(GMR)之中扮演了重要的角色，而這個現象的發現奠定了近代自旋電子學的發展。當系統的自由能己知，用來描述自旋電子動力學的Landau-Lifshitz-Gilbert方程可得到許多關於此系統的訊息。例如：耦合系數﹑阻尼系數﹑鬆弛時間,晶格場以及磁異向係數等等。了解這些係數，不但可以幫助我們探究其原理更可以獲得操控自旋電子，發展自旋電子技術更多的靈感。 鐵磁共振技術在量測這些參數上，是強而有力的工具。 為了研究 Py/Ru/Py 磁性三層膜，我們使用了向量網路分析儀建製了一套鐵磁共振儀。由於向量網路分析儀的特性以及在 X-band下高Q值的共振腔，不需使用傳統鐵磁共振儀的調變相鎖放大技巧來獲得高敏感度。可以直接量測鐵磁共振吸收利用數值方法得到吸收的微分。若需要作別的微波波段的量測，也只需更換共振腔，不需改變硬體配置。 為了成長所需樣品，我們建造了一套具有四支磁控濺鍍槍的超高真空濺鍍系統。此系統具有穩定而低的鍍率，是故樣品的膜厚可達到原子的尺度。我們也翻新了一台振動樣品磁量儀用以量測樣品的飽和磁化，這個性質我們無法藉由鐵磁共振的結果來獲得。 我們備製了一系列的 Py20nm/Rut/Py20nm 樣品 t 的範圍從0.4nm 到 3nm。角度解析的鐵磁共振資料顯示了三層膜的RKKY磁層耦合現象，耦合常數隨著膜厚成振盪的變化。這樣的結果也可以由磁阻量測以及振動樣品磁量儀的結果獲得印證。Item 氧化鎂與氧化釩混合粉末 之雷射燒結機制研究(2011) 王鈴鈞; Ling-Jyun Wang本文研究利用拉曼光譜觀察雷射光照射MgO+ V2O5不同比例混合粉末樣品，此粉末樣品預先經攝氏400度加熱三小時鍛燒處理，欲探討樣品經雷射照射後產生MgV2O6與Mg2V2O7結構的相變過程與相變機制。由高斯型態雷射光照射樣品所致的相變結果與能量分佈關係連結，可以得到樣品相變程度大致與高斯能量分佈成正相關。再經由X光吸收光譜與螢光激發光譜輔助確認混合粉末樣品的缺陷存在，與缺陷所導致的發光位置後，以514.5nm與532nm雷射為光源，以不同能量照射於MgO+ V2O5不同比例混合粉末，再由雷射照射後新結構生成的結果推論，導致樣品相變的能量來自於光子與電子之間的交互作用。如此一來，結合X光吸收光譜與螢光光譜，我們可以建立一個能量轉換的可能模型。 另外藉由雷射連續照射樣品同時量測所得的高溫態拉曼光譜，可以得到樣品在相變過程的結構變化訊息。X光吸收光譜也提供了樣品結構對稱性高低的資訊，搭配群論分析結果，可以解釋高溫態光譜中聲子的變化，進而推測樣品新結構形成的可能方式。Item 不同摻雜濃度之碲化鎘鋅、碲化鎘硒及砷化鋁鎵/砷化鎵的遠紅外線光譜研究(2010) 施彥豪; Shih, Yen Hao本研究使用傅立葉式紅外光譜儀(FTIR) Bruker IFS 66 v/S，搭配低溫系統進行一系列的室溫(300 K)和低溫(80 K)的遠紅外線反射光譜測量。我們並利用介電方程式分析由實驗得到的遠紅外線反射光譜，藉由光譜的模擬，計算出光學聲子及載子特性。不同濃度摻雜的碲化鎘鋅、碲化鎘硒及成長在磷化銦上的砷化鋁鎵是本研究的實驗樣品。 在碲化鎘鋅的遠紅外線光譜研究中我們發現，當鋅的摻雜濃度趨近於零或一的時候（也就是碲化鎘和碲化鋅），在聲子模的頂端會出現一個較小的波峰，而這個波峰很快的隨著摻雜濃度的增加而衰退掉。這個新生的波峰，是由於陽離子和陰離子之間的簇生而產生。我們也發現碲化鎘鋅的兩個縱向聲子模的頻率都隨著鋅摻雜的濃度而增加。在碲化鎘硒的遠紅外線光譜研究中我們發現，當硒摻雜的濃度很小時，碲化鎘的聲子模頂端也有簇生效應產生，而且隨著溫度降低而更加明顯。但當硒摻雜的濃度增加時，這個聲子模很快就衰退不見。此外，我們還發現隨著硒摻雜的濃度增加，在兩個聲子模之間又產生了一個聲子模，我們認為這個聲子模是由碲化硒的纖維鋅礦結構所產生，並藉由光譜間的比對、晶體結構和文獻得到初步的判斷。在成長在磷化銦上的砷化鋁鎵的遠紅外線光譜研究中我們發現砷化鋁的聲子頻率隨鋁的摻雜濃度增加而增加，而砷化鎵的聲子頻率卻隨著鋁的摻雜濃度增加而減少。此外我們還發現因為二次反射造成砷化鎵聲子強度的變化。 這個研究界定了碲化鎘鋅、碲化鎘硒及成長在磷化銦上的砷化鋁鎵的高頻介電係數、橫向及縱向光學聲子的強度、頻率和衰退係數、自由載子濃度、移動率和有效質量以及薄膜厚度，也計算出導電率和原子間的力常數，而這些參數隨著摻雜濃度變化的趨勢也被了解。此外碲化鎘硒的特殊結構變化，也在實驗中清楚的被觀察到並加以討論。研究結果對於這些半導體的資訊建立有很好的貢獻，也可做為這些材料在應用上的參考依據。Item 氧化鈷在11原子鈷層/矽(111)上交換偏移相圖與鈷在銀(√3×√3)/矽(111)之磁性研究(2011) 許志榮整個論文架構分為三大主題：即「超高真空系統之搬遷與設置」、「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」和「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」之研究。「超高真空系統之搬遷與設置」包括腔體拆解、組裝與表面物理實驗室的規劃以及採取各個步驟和設計流程的原因。在反鐵磁層與鐵磁層「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」研究當y = 5、10、15時，其交換偏移作用是屬於哪一種類型(HE不為零或者Hc變大)，實驗的方法是採用「零場冷卻」與「場冷卻」兩種方式來對照，並期許能將實驗結果彙整成交換偏移相圖。「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」先將Ag與Si(111)形成結構為√3 × √3的表面合金，之後再鍍上不同層數的Co膜，以磁光柯爾效應儀研究一系列磁性行為的變化。在反鐵磁層與鐵磁層系統「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」研究結果，在y ≤ 10時，是屬於Hc變大之交換偏移模型，其原因為低層數CoO以奈米顆粒的方式堆積，使得其磁異向性相較外加場來說是比較小，因此會讓柯爾訊號Hc增大。在y ≥ 15時，是屬於HE不為零之交換偏移模型，其原因為高層數CoO在11 ML Co/Si(111)上形成膜，使得其磁異向性相較外加場來說是比較大，因此會讓柯爾訊號HE不為零，最後，彙整交換偏移相圖，交換偏移相圖中分成三個相位，即HE不為零之交換偏移、Hc變大之交換偏移和沒發生交換偏移。「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」研究結果，雖然在y＜4.38時沒量測到縱向柯爾訊號，然而從4.38 ≤ y≤10.21之縱向柯爾訊號做線性推斷其通過原點，表示Ag與Si(111)形成Ag/Si(111)- √3 × √3表面合金之後，能有效消除死層，阻止Co與Si(111)形成矽化物。且在4.38≦y≦10.21時，鍍於表面合金Ag/Si(111)- √3 × √3上的Co膜其易磁化軸為水平方向。在其相轉變研究方面，3.65 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3 (Ag的殘存量0.48 ML)推估其居里溫度約在275 K到300 K之間，3.51 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3系統(其中Ag的殘存量為0.53 ML)中，3.51 ML Co的厚度仍然太薄，3.51 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3的居里溫度可以推估小於150 K。Item 應用單分子技術於SARS冠狀病毒核殼鞘蛋白-DNA交互作用之研究(2011) 許又仁; You-Ren HsuSARS-CoV核殼鞘蛋白(nucleocapsid protein)與其病毒RNA結合形成核殼體(ribonucleocapsid)是包裹形成病毒顆粒必要的過程。近來SARS-CoV核殼鞘蛋白的研究顯示其蛋白質的結構靠近N端與C端個別有一個具有結構的區塊(NTD與CTD)，且兩者皆能與RNA與DNA結合。在這個過程涵蓋了複雜的蛋白質-核酸交互作用，以及蛋白質之間彼此的交互作用。在傳統的生物化學技術如Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)應用於研究蛋白質-核酸交互作用有其技術性的限制，難以直接性的區別CTD與NTD與核酸結合過程中所扮演的腳色的差異。 這篇論文的目標是應用單分子技術構建一個可直接觀察SARS-CoV CTD與NTD個別與單一核酸分子產生交互作用過程的實驗系統。我們透過螢光染劑YOYO-1和DNA結合並接著在經聚乙二醇(PEG)改質的玻璃上，並透過Alexa594和蛋白質結合，構築螢光影像。使得實驗過程可透過兩種螢光的受激發後放光的波長不同，在不同的濾鏡頻道下分別觀察DNA與蛋白質產生交互作用時的影像。 實驗的結果意外的發現SARS-CoV CTD在低濃度的環境下，SARS-CoV CTD會產生聚合(Aggregation)的現象，使得少量SARS-CoV CTD以Oligomer形式存在；而SARS-CoV NTD在相同的濃度條件卻並不產生聚合的現象。而在蛋白質與核酸交互作用的實驗當中，我們觀測到SARS-CoV CTD與DNA之間的親和力(affinity)大於SARS-CoV NTD與DNA之間的親和力與相關文獻的EMSA結果一致。透過此實驗系統的建構，可進一步應用於了解核殼鞘蛋白(NP)-RNA交互作用與SARS-CoV RNA的包裹機制。Item 坡莫合金次微米圓點陣列之鐵磁共振溫度相依研究(2020) 劉書豪; Liu, Shu-Hao常見的鐵磁共振實驗通常採用薄膜結構的鐵磁性材料，而週期性結構的鐵磁性材料在鐵磁共振實驗中有其它的吸收峰值，因此我們製作了四種樣品，其中包含一種薄膜結構、三種陣列結構，比較其實驗差異。 將每一個樣品降溫至1.5 K，並且在不同溫度下量測微波訊號與掃磁場的關係，推算出四個主要的參數：α Gilbert阻尼參數、∆H0不均勻線寬、Ms飽和磁化、Hk異向性磁場，即可歸納出每個參數與溫度的關係。 圓點的直徑與間距會影響磁化動力學，導致進動循環的時間有差異。藉由實驗結果可以評論，選擇不同規格的樣品需考量能量上的損耗或是微波訊號上的雜訊。Item 格林函數在不同切口奈米碳管的研究(2020) 詹敦皓; Chan, Tun-Hao在這個論文中我們透過格林函數研究了三種不同切口的奈米碳管的態密度及局部態 密度。這三種切口分別為：(1) 正切 (n, n) 扶倚奈米碳管、(2) 正切 (n, n) 鋸齒奈米碳 管以及 (3) 斜切 (n, n) 扶倚奈米碳管。我們透過兩種方法計算格林函數：(1) 迭代法以 及 (2) 積分法，其中迭代法利用到半無限系統的幾何自相似的特質，而積分法則是把石 墨烯上的 k 態來線性組合成符合邊界條件的態並對所有允許的態除以 (E − E λ k + i η ) 求 和。透過比較態密度與局部態密度我們發現在正切扶倚奈米碳管有週期性震盪、正切 鋸齒奈米碳管有邊界態，而這兩個現象在斜切扶椅奈米碳管都有發現。我們並利用拿 表面格林函數來研究斜切 (8, 8) 扶倚奈米碳管的透射率。Item 利用鐵磁共振及磁光柯爾效應研究鎳鐵與銅及鈷鐵硼與碳六十多層膜(2012) 蕭瑄毓鐵磁層間的耦合行為奠定了自旋電子學的發展，透過用描述自旋電子動力學的Landau-Lifshitz-Gilbert方程可得到許多關於耦合系統的訊息，例如鐵磁層之交換常數、磁晶異向性係數及有效磁化量等等，而透過鐵磁共振系統可以使我們更容易得到這些磁性參數，本實驗主要研究對稱結構與不對稱結構之鐵磁層(Py)/非鐵磁層(Cu)/鐵磁層(Py)三層膜樣品，討論在鐵磁共振效應下的耦合行為，除了鐵磁層的結構改變外，並同時改變非鐵磁層之厚度，樣品採用磁控濺鍍法製膜，使用柯爾磁光效應量測三層膜之磁滯曲線，觀察磁翻轉過程，並藉由鐵磁共振定頻掃場的量測方式，可以觀察到鐵磁層彼此之交互作用，除了透過Landau-Lifshitz-Gilbert equation，可再利用吸收峰之半高寬可以得到阻尼常數；了解這些係數，可以幫助我們更深入了解其原理更可以對發展自旋電子技術更多的靈感。