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Item 利用可攜式眼鏡型微攝影機輔助視障人士即時識別公車車號(2011) 吳柏翰; Bo-Han Wu視障人士搭乘大眾交通工具(公車)時，面臨許多難題，其中最主要的問題就是無法得知迎面而來的公車車號。目前視障人士能解決的辦法，不外乎是請求旁人協助或手拿自製的公車車號板讓駕駛注意，但上述辦法皆不穩定且變動因素甚大。因此，基於影像處理技術的蓬勃發展，本研究改變以往只採用固定式攝影機處理的方式，利用“可攜式眼鏡型微攝影機”，在皆非固定的情況下(例如：背景、角度、車號等等)，輔助視障人士即時識別公車車號，並以語音輸出告知其資訊。本研究採用主動搜尋與辨識，在不降低準確率的情況下提升系統整體速度。透過事前的分析歸納，直接擷取出輸入影像中感興趣的顏色範圍，並將其轉為二值化影像降低其資料量，再搭配設計的形態學遮罩來確保公車車號的完整性，且透過連通成份分析並挖取出車號區域，送入 MS MODI 做辨識，最後藉由 MS SAPI 在公車停靠前以語音的方式輸出。Item 結合顏色刺激及閃光頻率刺激實現四類方向辨識之研究(2011) 林詠翔; Yung-Shiang Lin近年來，腦電波常被用來幫助肢體障礙或者脊椎受損的人們作為輔助的用具，但因腦電波裝置太過龐大以及昂貴，以至於並非普及，因此本研究為開發設計一套價格低廉的線上即時大腦人機介面系統。透過腦電波訊號處理技術應用於四方向辨識之研究，提供肢體障礙人士利用大腦意識做出控制的實用輔具。本研究利用顏色以及閃光頻率刺激的視覺回授來達成四方向的辨識，其採用的電極位置包含了大腦的頂葉(Cz)以及大腦的枕葉(Oz, O1, O2)。利用收集到的腦波資料經過前處理(數位濾波器以及獨立成分分析)將其雜訊先做去除，再利用快速傅立葉轉換觀察其顏色以及閃光頻率刺激的差異性，並採用統計方法、主成分分析法以及獨立成分分析法抽取特徵，最後投入機器學習中的支持向量機，達到辨識四方向的效果。本實驗共採用3名受測者進行測試，其離線分析最高分類率可以達到77.5%，而平均也有75%；線上即時分類率平均也可以達到68.33%，已具初步的實用價值。Item 無摻雜氧化鉿鐵電電容器和電晶體元件電性可靠度研究(2020) 黃子祐; Huang, Zi-You隨著物聯網(Internet of Things)、車聯網(Internet of Vehicles)、人工智慧(Artificial Intelligence)及大數據(Big data)的蓬勃發展下，對於電子元件的需求與日俱增隨著元件不斷的微縮，在晶片單位面積上的元件數量隨之增加，總功率消耗有增加的趨勢，因此克服功率消耗成為重要的議題。藉由鐵電材料中的負電容效應，可以使傳統電晶體之次臨界擺幅(Subthreshold Swing, SS)低於60 mV/decade，因而進一步降低器件的功率消耗。傳統的鐵電材料像是鋯鈦酸鉛(lead zirconate titanate , PZT) 和鉭酸鍶鉍(strontium bismuth tantalite, SBT)等，有著難以微縮以及環境污染的問題。 且近年來發現二氧化鉿材料能透過摻雜和金屬閘極的機械應力誘發鐵電特性，因此引起研究者的關注。再加上科技的走向，電子元件逐漸朝向尺寸微縮、低功率消耗和高速等趨勢發展，其中以鐵電特性為架構的鐵電隨機存取記憶體及負電容場效電晶體漸漸受到重視，然而高濃度摻雜鋯會使得元件漏電流的增加，而摻雜鋁會使得元件微縮時摻雜比例不易調控，故無摻雜氧化鉿逐漸受到重視且具研究價值。 文獻中所示，無摻雜二氧化鉿薄膜可以透過厚度微縮及閘極應力誘發二氧化鉿材料結晶相轉變進而增強鐵電極化特性，本研究將10奈米的二氧化鉿薄膜微縮至7奈米，利用厚度效應來達到增強鐵電特性。厚度微縮雖然可以增強鐵電及化特性，但同時增加漏電流，為了改善漏電流的缺點本研究將二氧化鉿薄膜表面進行氮電漿處理。藉由氮電漿修補薄膜表面缺陷進而降低漏電流及改善元件可靠度，可靠度分析發現經過氮電漿修補後陷阱能障從0.453 eV改善至0.474 eV，將薄膜用於鐵電電晶體發現，經過氮電漿處理後臨界電壓從0.955 V偏移至1.65 V，缺陷視窗縮減0.25 V。此研究結果有助於將無摻雜二氧化鉿薄膜整合於記憶體。Item 高分子散射液晶應用於主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器(2021) 蘇峻緯; Su, Chun-Wei本研究主要是利用高分子散射液晶技術應用於主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器。同時發展單色主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器以及彩色主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器。其中，單色主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器的穿透態的穿透率可以達到40%以上，散射態的穿透率可以達到3%以下，以及驅動電壓符合主動式陣列薄膜電晶體。彩色主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器的穿透態的穿透率可以達到15%以上，散射態的穿透率可以達到1.5%以下，以及驅動電壓也符合主動式陣列薄膜電晶體。並且本論文還提出顯示效果提升概念，改善高分子散射液晶技術應用於主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器所造成的散射顯示問題。最後，本論文專注於探討利用高分子散射液晶技術應用於主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器的電光特性、顯示效果以及未來相關應用。本研究明顯指示出利用高分子散射液晶技術應用於主動式陣列薄膜電晶體透明液晶顯示器具有免PI轉寫製程、不需偏光板、較佳可視性、高穿透率、不需背光模組(只需環境光源)等等的優良特性。Item 混合式視覺伺服控制在農作採收之應用(2022) 李奕融; Li, Yi-Rong本論文「混合式視覺伺服控制在農作採收之應用」旨在利用不同視覺伺服控制方法開發可應用於溫室農作物採收之農業機器人。研究中利用一台深度攝影機即可獲取玉女番茄在三維空間中的姿態，可針對實際中不同角度生長方向之番茄進行視覺伺服，也探討了不同視覺伺服控制方法，包含基於位置之視覺伺服(Position-Based Visual Servo, PBVS)與基於圖像之視覺伺服(Image-Based Visual Servo, IBVS)，並提出了基於模糊動態控制參數之混合式視覺伺服控制(Hybrid Visual Servoing Control, HVSC)，探討不同視覺伺服控制方法之特性，並應用在實際農作採收中。結果顯示本研究所開發之混合式視覺伺服控制對玉女番茄之平均採收時間為9.40s/per，平均採收成功率為96.25%。Item 新穎架構之高效能負電容場效電晶體設計(2019) 李芳立; Li, Fang-Li物聯網時代來臨，在先進物聯網技術下，數據之儲存、傳輸、感測都需要超低功耗電晶體(ultra-low power transistor)作為基礎，傳統之金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)因受限於波茲曼限制(Boltzmann limit)，於室溫下之次臨界擺幅(subthreshold swing)永遠大於或等於60 mV/decade，為了實現超低功耗電晶體之目標，在超低操作電壓下將汲極電流提升並降低次臨界擺幅且低於60 mV/decade將是主要目標。 近年陸續研究出包括鰭式電晶體(Fin Field Effect Transistor, FinFET)、穿隧式電晶體(Tunnel Field Effect Transistor, TFET)、負電容場效電晶體(Negative Capacitance Field Effect Transistor, NCFET)等新世代超低功耗電晶體，負電容場效電晶體是唯一兼具同時提升開狀態汲極電流(I¬on)且降低次臨界擺幅潛力之超低功耗電晶體，也是本實驗之研究對象。 本次實驗將以負電容場效電晶體為基礎，將MIM架構之鐵電材料(HZO MIM)與金屬氧化物半導體場效電晶體做連接，並將傳統之閘極耦合式負電容場效電晶體(gate coupling NCFET)與本次實驗所研發之新式汲極/源極耦合式負電容場效電晶體(source/drain coupling NCFET)進行比較。實驗結果發現，傳統架構負電容場效電晶體之有效電荷遷移率( eff)受負電容效應影響而急劇降低，由HZO電偶極擾動產生之遠端散射(remote scattering)將在通道引發嚴重之聲子散射現象(phonon scattering event)，進而導致有效電荷遷移率降低，最終影響開狀態汲極電流的表現，而遠端散射現象可藉由將閘極氧化層電容提升，以極大之極化(polarization)能力將HZO之電偶極對齊，以降低遠端散射現象，進而使有效電荷遷移率之下降適度減緩，但此法牽涉到MIM鐵電材料與MOSFET閘極氧化層電容(Cox)之匹配問題，為求直接且全面的改善，本次實驗提出新式之並聯架構負電容場效電晶體。 以降低遠端散射現象並提升開狀態汲極電流(I¬on)為目標，本次實驗研發汲極/源極耦合式負電容場效電晶體(source / drain coupling NCFET)，經實驗證明，將MIM架構之HZO鐵電材料與傳統之金屬氧化物半導體場效電晶體進行並聯將有效降低由HZO電偶極所引發之遠端散射現象，通道載子將不再受聲子散射現象影響，明顯提升有效電荷遷移率，並實現同時放大開狀態汲極電流與降低次臨界擺幅(< 60 mV/decade)之目標。 除了上述由汲極/源極耦合式負電容場效電晶體所帶來之效益，本實驗亦針對短通道效應(short channel effect)進行探討，隨著汲極電壓增加，汲極引發之能障降低(DIBL)將更為嚴重，使閘極對於通道之控制能力降低，使得次臨界擺幅上升，而汲極/源極耦合式負電容場效電晶體已證明具有減緩汲極引發之能障降低之潛力，並能在施加適當之汲極電壓時達成零遲滯(non-hysteresis)之負電容場效電晶體。總之，本新穎結構的負電容場效電晶體，不只可以大幅提升Ion電流，亦有不錯的次臨界擺幅，適合於低電壓及低功耗用途。Item CNC線切割放電加工之等能量密度熔蝕技術(2023) 張恩瑞; Jhang, En-Ruei本研究聚焦於「CNC線切割放電加工之等能量密度熔蝕技術」研究，並以「割一修一」的兩道次加工，求得模具良好的殘料移除及維持加工面的表面粗糙度為目標。CNC線切割放電加工適用於精密且複雜的模具製造，特別是以SKD-11冷模工具鋼為材料的模具。為使模具獲致高尺寸精度與良好的表面粗糙度，微細銅線線極對加工面需進行多道次補償加工，這項技術傳統均仰賴經驗豐富的技術人員作逐道次微調加工。為減少人為操作誤差，並快速獲致高尺寸精度加工，本研究提出「等能量密度熔蝕技術」，並以「割一修一」的兩道次加工為目標。實驗規劃先藉由第一道次粗割加工創造出一系列精密微小段差，再以第二道次精修加工，求得各段差之精修預留量所對應的放電能量，以便移除第一道次粗割加工後的粗割殘留量。實驗以高頻訊號擷取裝置及多通道示波器進行放電波列偵測與平均加工電流量測，分析項目包括加工時間、工作座標、正常放電頻率、電弧放電頻率、短路放電頻率、工作電壓與線極進給率等。為減少工件校正誤差及製程時間，實驗設計一「線上量測裝置」，工件於第一道次粗割加工及第二道次精修加工後都不拆卸，直接以數位式電子量錶對試片進行線上量測。研究發現，工作電壓對平均加工電流、放電頻率、精修移除量及加工面的表面粗糙度等，不具明顯關係；而線極進給率對平均加工電流、放電頻率、精修移除量等具正相關。實驗資料經統計迴歸分析得知，在不改變放電作用時間與放電休止時間條件下，「等能量密度熔蝕技術」能精確移除第一道次粗割加工後的各段差粗割殘留量。不論於直線或圓弧的第二道次精修加工，皆可提升目前精度的50%(< 3 μm)，突破傳統需改變放電能量的加工方法，因此加工面的表面粗糙度能維持在良好的程度，能實現「割一修一」的高精度與高效率的加工目標。此項研究結果與人工智慧演算法所得精度結果相當，深具商用價值。Item 使用射頻電漿輔助化學束磊晶成長氮化銦磊晶材料於表面氮化處理矽(111)基板之研究(2019) 陳聖; CHEN, SHENG本研究利用射頻電漿輔助化學束磊晶系統於矽(111)基板上製備氮化矽緩衝層，針對製備緩衝層之電漿氮氣流量比、氮化時間進行研究，探討氮化銦於不同條件之緩衝層生長其結構、結晶性及電子遷移率變化。研究結果顯示，在實驗條件下矽(111)基板表面會產生氮化矽層(SixNy layer)，隨著氮化時間或流量增加，表面會形成β-Si3N4，有助於纎鋅礦結構氮化銦磊晶生長。透過X光繞射分析證實經過表面氮化處理的試片皆能成長氮化銦磊晶。本研究再進行製備氮化氮化銦/氮化矽雙緩衝層於矽(111)基板，並針對氮化銦磊晶薄膜之特性進行探討，研究結果證實，使用雙緩衝層技術之氮化銦磊晶薄膜能提高結晶性及電性，隨著製備氮化矽層時氮氣流量及氮化時間增加，結晶性及電性均有所提升。Item TRIZ設計法在機電整合之應用研究(2011) 宋豐煒; Feng-Wei Sung一個機器人的控制系統主要是藉由感測器進行感測周圍環境而得到輸入訊號，再由控制器做運算與思考，最後再將輸出的訊號傳達到驅動器上進行動作。 本研究探討了TRIZ理論與其他相關的方法，在互相搭配使用後，認為矛盾矩陣表在使用頻率上相當頻繁，以矛盾矩陣做為一個依據，針對感測器、控制器與驅動器的規格做為依據來源進行探討，根據這些規格的特性從矛盾矩陣參數中找出相關的工程參數，找出參數後規劃出一個元件專用的矩陣，來做為往後在設計上的參考方向。 同時藉由規格的分析與工程參數的問題對應，了解機器人元件在設計改良上要注意的環節，也由於之前的規格分析，就能立即找出工程參數進行對應，進而快速找出所要的創新法則解決問題，減少設計上耗費的時間成本。Item 具線上放電銳化技術之晶粒分割系統開發與矽晶圓基板晶粒分割研究(2019) 胡竣泓; Hu, Chun-Hung本研究旨在開發一「具線上放電銳化技術之晶粒分割系統」，並應用於矽晶圓基板晶粒分割研究。傳統電鑄鑽石輪刀，鑽石顆粒含量低，且基材剛性較低，填塞後便須直接拋棄處理，導致刀具成本高。本研究嘗試以含硼聚晶鑽石輪刀取代傳統電鑄鑽石輪刀，聚晶鑽石鑽石含量高達95%以上，且剛性高，可提高鑽石輪刀使用壽命。為避免鑽石輪刀於晶粒分割期間，發生填塞，本研究提出一種線上放電銳化的方法，藉由所設計的「線上放電銳化機構」與「脈衝寬度調變放電電源」，開發出線上放電銳化技術，鑽石輪刀在不拆卸情況下，可於短時間內，完成線上銳化工作。脈衝寬度調變放電電源可輸出高頻、高峰值且窄脈衝寬度的放電波形，可使鑽石輪刀表面快速形成高密度火花熔蝕坑(屑袋)，並裸露出銳利的鑽石切刃。此外，以脈衝寬度調變電源進行線上放電銳化，鑽石輪刀亦可獲得薄化效果及降低輪刀表面的石墨化層。實驗結果顯示，線上放電銳化技術能快速實現刃厚30 μm、刃長400 μm，長寬比達13：1的聚晶鑽石輪刀，表面具高密度且分佈均勻的鑽石切刃與屑袋。為比較晶粒分割實驗的切割道品質，本研究提出「溝崩比」，以便採用「類脆性研削」模式，以較快的進給率和類脆性研削深度，進行晶粒分割，符合商用切割道的容許崩裂量及減少加工所耗時間。實驗結果證實，經線上放電銳化後的聚晶鑽石輪刀，著實可改善傳統電鑄鑽石輪刀切割晶圓所發生的崩裂、蛇行與歪斜等問題。研究也藉由「智能化研削力感測機制」對矽晶圓基板進行10×10陣列的晶粒分割驗證，發現晶圓正面及背面之溝崩比，分別達3.26及1.87，優於商用的溝崩比(1.34)(溝崩比愈大，溝緣崩裂量愈少)，且切割道具高筆直度，晶粒邊壁垂直平整，對半導體產業有實質幫助，深具商業化價值。