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薄膜暨接合工程實驗室
Thin Films and Joining Engineering Laboratory
摩擦攪拌銲接技術及應用
針對2000、5000系列鋁合金、AZ系列等鎂合金以及鑄鐵、碳鋼及不銹鋼等板材，從機台使用、攪拌桿、材料夾持治具之設計與製作、製程條件的選定、機械性質測試等建立完整之結果。主要針對板材經由不同的製程條件(工具轉速、進給速度、工具形狀等)實施摩擦攪拌銲接後，探討銲接區域之金相組織及拉伸性質之變化，建立適當之製程條件。目前所完成之碳鋼與球墨鑄鐵FSW對接與搭接研究成果，仍未見國內外有其他著作發表，僅有部分做球墨鑄鐵之FSP表面處理，本研究目前已完成3篇國際學術期刊發表。
碳鋼
球墨鑄鐵
球墨鑄鐵與低碳鋼經FSW搭接後之組織
FSW搭接試片拉剪破壞情形
利用自發性電化學反應改變不同的蝕刻時間來製備矽奈米線，製作成元件後應用於有機溶劑之感測。研究發現奈米線之線長越長，對有機溶劑感測之靈敏度越好。而實驗中矽奈米線陣列對有機溶劑的感測靈敏度中，以乙醚的感測效果最好。本研究並討論有機溶劑分子與矽奈米線表面電子分布的關聯。國內外將矽奈米線應用於有機溶劑感測的論文並不多見，本研究所提出的感測機制更屬首創，研究成果除獲得台灣真空學會2012年海報論文獎外，並已發表於International Journal of Nanotechnology。
矽奈米線用於有機溶劑感測之研究
矽奈米線
有機溶劑感測作用
矽奈米線感測有機溶劑結果
可撓性氧化鎢電致色變元件製作
隨著軟性電子產品的發展，可撓性電致色變技術也逐漸受到重視。本研究擬利用sol-gel法製備過氧鎢酸溶液，再利用電沉積法控制不同之製程參數，在ITO/PEN可撓式塑膠基板上製作氧化鎢薄膜。此製程具有設備簡單、鍍膜速度快、薄膜緻密性佳等特點，並且容易控制材料成分及薄膜厚度。接著將製備完成的可撓性電致色變元件進行薄膜品質與著去色測試，包含薄膜電流-電壓特性、電容-電壓特性，以及著去色之光穿透率分析等。最後再利用機械彎曲應力實驗進行介面附著力測試、元件彎曲與溫升測試，並探討其破壞行為，釐清氧化鎢薄膜與可撓性基板之介面效應。
可撓性電致色變元件
穿透率測試結果
通電狀態之I-V分析
可撓性氧化鎢電致色變元件製作
本研究提出以矽奈米線為熱電材料，製作微奈米化晶片型的熱電致冷元件。利用無電蝕刻的方式製作矽奈米線，並使用鉻(Cr)當蝕刻終止層，留下不含基板的矽奈米線陣列，且提高長度與密度，藉以提升熱電性質。研究重點在使大面積的矽奈米線能個別與上下金屬電極接觸，並嘗試組合不同p-n對之數量製作成熱電元件。另一方面，本研究藉助熱流分析管理軟體進行模擬分析，同時設計實驗量測相關參數，並量測出聚合物與矽的介面熱阻，大大提升模擬分析矽奈米線陣列熱傳導係數的準確度，有助於提高元件的可靠度。
蝕刻矽奈米線
矽奈米線熱傳導係數量測試片設計與實現
氧化鋅薄膜及奈米線之製程技術及氣體感測特性分析
本研究使用金與氧化鋅在基板上當作催化劑並透過汽-液-固相生長機制成長氧化鋅奈米線。研究結果顯示，溫度、時間、觸媒等條件會對利用VLS機制成長之氧化鋅奈米線有很大的影響。氧化鋅奈米線直徑和觸媒層的晶粒尺寸有關，且隨著沉積時間的長短而變化。由XRD分析氧化鋅奈米線具有顯著的c軸優先成長取向且具有極佳的品質，目前所成長的奈米線主要應用於CO及NO2等氣體感測器及光電元件，有不錯的感測效果。
ZnO奈米線之電子顯微影像
奈米線氣體感測特性曲線
熱電材料真空填料接合與模組開發研究
近年來與工業技術研究院有密切的合作關係，電光所利用製程開發高效能之熱電材料，利用製程參數最佳化調控技術，性能大幅提昇，突破傳統熱電材料特性，並開發出高效能塊材熱電元件，具有低溫差之發電效能。此系統可應用於二大方面：(1)熱能控制：電子，光電及生醫元件之散熱及精密溫控、汽車空調系統。(2)發電：低功率生醫及感測器電源，整合太陽能電池之發電模組。本實驗室協助其相關製程技術之開發，工研院則提供檢測分析之儀器設備與技術。研究成果獲得台灣熱處理學會2016年海報論文獎。
熱電材料接合斷面
元素分布mapping 分析
熱電元件電性量測
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