114-1_利用綠能半導體科技實現淨零轉型與碳中和
應用物理學系
教學目標
本課程以聯合國碳中和與永續發展目標為主軸,利用綠能半導體科技:太陽能電池、發光二極體、第三代半導體與電動車、與風力發電,解決全球面臨氣候劇烈變遷、自然資源逐漸枯竭、生物多樣性耗損、疾病擴散、貧窮人口不斷增加等關鍵問題,使學生認識綠能半導體科技與潔淨能源,邁向聯合國碳中和與永續發展目標。 在課程活動方面,以學生為中心之教育模式,設計「活動課程」,尤其著重互動化之教學,隨時調整教材內容,將學生分組進行小組討論,納入個體與小組互動,課程安排學生分組進行從事太陽能電池特性分析實驗、發光二題體特性分析實驗、第三代半導體與電動車實驗、風力發電實驗,使同學了解綠能半導體科技之原理與應用。

授課形式
理論講述與討論-50.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-20.00%;田野調查-0.00%;實驗-30.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
第一週:準備週,進行學期課程說明、分組、教學進度、印製講義 第二週:全球暖化(global warming)與氣候變遷 第三週:全球與臺灣溫室氣體排放 第四週:聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)與第26屆締約國會議(COP26) 第五週:能源供給及產業:2021專業融入補充教材 第六週:能源供給及產業:2021實作教材 第七週: 2050年邁向淨零、碳中和、氣候中和 第八週:「不願面對的真相」影片欣賞 第九週:期中考週 第十週:風力發電原理與應用 第十一週:風力發電實驗 第十二週:太陽能電池原理與應用 第十三週:太陽能電池特性分析實驗 第十四週:發光二極體原理與應用 第十五週:發光二極體特性分析實驗 第十六週:業界師資“氣候變遷與綠色能源科技”專題講座 第十七週:行動導向/問題解決導向小組期末報告 第十八週:行動導向/問題解決導向小組期末報告

教科書/參考書
第二-六週講授之課程內容將納入教育部各領域專業融入相關教材: 葉欣誠教授:氣候變遷教育的再框架與多面向延伸、 童慶斌教授:中小學教師氣候變遷教學必備知識、 能源供給及產業:2021專業融入補充教材、 能源供給及產業:2021實作教材。 第七週講授之“2050年邁向淨零、碳中和、氣候中和”將採用自編教材。 第十-十六週講授之綠能半導體科技如風力發電原理與應用、太陽能電池原理與應用、發光二極體原理與應用,將採用自編教材。

評分標準
a. 出席20%:根據每位修課學生出席率評量。 b. 組討論實驗報告30%:根據小組風力發電實驗數據與報告、太陽能電池特性分析實驗數據與報告、發光二極體特性分析實驗數據與報告評量。 c. 小組期末報告50%:小組期末報告主題很多,可以跟課堂講授之主題相關皆可,如:全球暖化(global warming)、氣候變遷、全球與臺灣溫室氣體排放、聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)與第26屆締約國會議(COP26)、能源供給及產業、綠能半導體科技如風力發電原理與應用、太陽能電池原理與應用、發光二極體原理與應用。根據小組期末報告評量成績。

學分數
2

授課時數(周)
2

開課班級
A11343

修課人數
29

114-1_書報討論(三)
應用物理學系
教學目標
藉由專家或學者的專題演講,使學生瞭解科學相關領域的研究發展,同時拓展學生的研究視野。

授課形式
理論講述與討論-60.00%;個案分析或作品賞析-40.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
演講時間、講員與題目於開學後公告

教科書/參考書
講義或投影片

評分標準
出席狀況與報告表現

學分數
0

授課時數(周)
2

開課班級
M11343

修課人數
13

114-1_專題研究(一)
應用物理學系
教學目標
藉由教授的指導,訓練學生的邏輯與組織能力,並使學生了解學術研究的議題與方法,以提昇其專業領域的知識與專題研究能力。

授課形式
理論講述與討論-40.00%;個案分析或作品賞析-10.00%;專題實作與報告-30.00%;田野調查-0.00%;實驗-20.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
請學生與專題指導教授討論(研究進度與主題)。

教科書/參考書
與專題研究主題相關的專書與期刊論文。

評分標準
指導教授依平時專題研究之表現和成果進行評分。

學分數
1

授課時數(周)
3

開課班級
M11443

修課人數
9

114-1_固態物理(一)
應用物理學系
教學目標
目標:掌握晶體結構、晶格動力學、能帶理論與電子性質基礎

授課形式
理論講述與討論-100.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
1. 課程介紹 o 固態物理發展背景 o 固體分類與研究方法 2. 晶體結構 o 晶格、基底、晶體結構 o 晶格常數、晶胞、晶系 o 實例:金屬、鹽類、半導體結構 3. X-ray繞射與晶體分析 o Bragg定律 o 晶體繞射實驗技術 o Reciprocal lattice(倒空間概念) 4. 晶格振動與聲子(一) o 一維單原子與雙原子鏈模型 o 晶格動力學 o 長波近似與聲波 5. 晶格振動與聲子(二) o 聲子概念與密度 o 熱容理論:Dulong-Petit、Einstein、Debye模型 6. 自由電子氣體模型 o Drude模型與經典電導 o Sommerfeld自由電子理論 o Fermi能階與電子熱容 7. 能帶理論(一):Bloch定理 o 週期勢場中的電子 o Bloch定理與能帶形成概念 8. 能帶理論(二):近似方法 o Kronig-Penney模型 o 近自由電子模型 o 線性組合原子軌域(LCAO) 9. 半導體基礎 o 本徵半導體、摻雜半導體 o 電子與電洞 o 費米能階與溫度效應 10. 金屬的電子性質 o 電子傳導性 o 電子熱傳導 o 霍爾效應 11. 磁性基礎(選讀) o 磁性分類 o 順磁性、鐵磁性 o 簡介磁矩起源

教科書/參考書
Kittel《Introduction to Solid State Physics》

評分標準
期中:50% 期末:50%

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11443

修課人數
17

114-1_半導體元件與物理(一)
應用物理學系
教學目標
讓學生對半導體的物理特性以及半導體元件的工作原理有初步的了解.

授課形式
理論講述與討論-100.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
半導體物理: 晶體結構,能帶,熱平衡狀態之載子分布,載子傳輸

教科書/參考書
Semiconductor Physics and Devices, Donald A. Neamen, McGraw-Hill international edition

評分標準
考試30% 作業與平時表現70%

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11343

修課人數
36

114-1_發光二極體特論及實驗
應用物理學系
教學目標
To understand the LED concepts and learn measurement skills.

授課形式
理論講述與討論-50.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-20.00%;田野調查-0.00%;實驗-30.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
1. Radiative and non-radiative recombination; 2. LED basics electrical and optical propertie; 3. High internal efficiency LED designs; 4. High extraction efficiency structures; 5. Human eye sensitivity and photometric qualities; 6. Colorimetry; 7. Color mixing and rendering; 8. White-light sources based on LEDs; 9. Technology and optical design of back light system.

教科書/參考書
Light Emitting Diodes/ Author: E. Fred Schubert

評分標準
mid exam, attendence, and final report

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11343

修課人數
9

114-1_材料性質量測與分析
應用物理學系
教學目標
使修課學生對於材料的性質以及物性量測與分析方面,能有基礎的認識,以作為日後研究與工作實務之基礎。

授課形式
理論講述與討論-60.00%;個案分析或作品賞析-10.00%;專題實作與報告-30.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
第一單元:晶體結構與 X光粉末繞射分析; 第二單元:顯微鏡(SEM、TEM)技術; 第三單元:磁性量測與分析(VSM、SQUID); 第四單元:電性量測與分析; 第五單元:專題實作與報告。

教科書/參考書
自編講義。

評分標準
平時成績(作業、出席狀況、上課情況):60%;期末報告:40%。

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11443

修課人數
17

114-1_半導體製程與設備
應用物理學系
教學目標
半導體製程是微電世界裏很重要的一環,因他決定一個好的理念是否能實現,此外是否能使產品朝短小輕薄之主要關鍵,讓數百萬顆的被動元件集中在微小的面積裏,亦可讓學生了解積體電路是如何實現之。

授課形式
理論講述與討論-90.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他:0-10.00%

課程內容與進度
1.半導體產業 2.半導體原料及化學製程 3.晶圓製程摘要 4.製程良率 5.氧化 6.微影技術 7.摻雜 8.薄膜沉積 9.金屬化 10.製程及元件之檢測

教科書/參考書
(1)書名: Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology 作者:Hong Xiao (2)書名: Understanding Solids 作者:Richard J. D. Tilley

評分標準
平時:30% 期中:30% 期末:40%

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11443

修課人數
23

114-1_量子力學(一)
應用物理學系
教學目標
從薛丁格方程式出發,探討有限高位能阱、無限高位能阱、拋物線位能阱以及相對應的邊界條件,介紹波函數、能量、量子侷限與穿隧效應等相關物理性質,並利用傳遞矩陣方法分析複雜的量子結構,以作為了解在半導體奈米結構中的量子性質之基礎。

授課形式
理論講述與討論-100.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
1. The wave function 2. Time-independent Schrödinger equation 3. Formalism 4. Propagation matrix method 5. Harmonic oscillator 6. Quantum mechanics in three dimensions

教科書/參考書
1. Introduction to Quantum Mechanics (Griffiths, Schroeter) 2. Applied Quantum Mechanics (A. F. J. Levi) 3. Quantum Mechanics with Applications to Nanotechnology and Information Science (Yehuda B. Band and Yshai Avishai)

評分標準
平時出席與表現:80%、期末報告考:20%

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
M11443

修課人數
21

114-1_書報討論(一)
應用物理學系
教學目標
使學生了解多方面的知識

授課形式
理論講述與討論-50.00%;個案分析或作品賞析-50.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
每周1小時演講

教科書/參考書


評分標準
點名

學分數
0

授課時數(周)
2

開課班級
M11443

修課人數
12

114-1_業界實習(一)
應用物理學系
教學目標
使學生學以致用,實踐理論與應用。實習經驗將有助於同學們對於相關產業的了解與實際應用,更取得相關的應用經驗,有助於未來求職就業,提高競爭力。

授課形式
理論講述與討論-10.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-20.00%;田野調查-0.00%;實驗-70.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
1. 單片地面太陽能電池之電流-電壓量測:決定短路電流、開路電壓、轉換效率等特性量測。 2. 單片地面太陽能電池之電激與光激發光影像量測。 3. 單片地面太陽能電池之熱影像量測與外觀檢測。 4. 地面太陽能電池模組之電流-電壓量測:決定短路電流、開路電壓、轉換效率等特性量測。 5. 地面太陽能電池模組之電激與光激發光影像量測。 6. 地面太陽能電池模組之熱影像量測與外觀檢測。 7. 單片太空太陽能電池之電池電流-電壓量測:決定短路電流、開路電壓、轉換效率等特性量測。 8. 單片太空太陽能電池電激與光激發光影像量測。 9. 單片太空太陽能電池之熱影像量測與外觀檢測。 10. 太空太陽能電池模組之電池電流-電壓量測:決定短路電流、開路電壓、轉換效率等特性量測。 11. 太空太陽能電池模組之電激與光激發光影像量測。 12. 太空太陽能電池熱影像量測與外觀檢測。 13. 比較地面與太空太陽能電池在規格、信賴性環測的差異,並將檢測量測條件對應(太空太陽能電池應用)。

教科書/參考書
依專題教師規定。

評分標準
專題教師與業界老師共同評分。

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
A11143

修課人數
6

114-1_奈米光電專題實作(二)
應用物理學系
教學目標
使學生學以致用,實踐理論與應用。

授課形式
理論講述與討論-20.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-40.00%;田野調查-0.00%;實驗-40.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
依專題教師規定。

教科書/參考書
依專題教師規定。

評分標準
專題教師與系上老師共同評分。

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
A11143

修課人數
23

114-1_固態材料專題實作(二)
應用物理學系
教學目標
使學生學以致用,實踐理論與應用。

授課形式
理論講述與討論-20.00%;個案分析或作品賞析-0.00%;專題實作與報告-40.00%;田野調查-0.00%;實驗-40.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
依專題教師規定。

教科書/參考書
依專題教師規定。

評分標準
專題教師與系上老師共同評分。

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
A11143

修課人數
27

114-1_真空技術
應用物理學系
教學目標
修習本課程的學生將了解真空技術的基本原理,包含真空的基礎概念,真空幫浦與真空計的構造及其工作原理,以及真空技術之應用等。期末數周將安排時機操作及薄膜物理介紹。

授課形式
理論講述與討論-50.00%;個案分析或作品賞析-10.00%;專題實作與報告-10.00%;田野調查-0.00%;實驗-30.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
本課程為台積電認證課程 第一週 真空概念介紹 第二週 真空系統應用範疇與真空系統架構 第三週 低真空幫浦型式與原理 第四週 中度真空幫浦型式與原理 第五週 高真空幫浦型式與原理 第六週 實驗室參觀I 第七週 壓力偵檢 第八週 真空管件簡介 第九週 期中考 第十週 真空系統與管件設計 第十一週 真空測漏 第十二週 鍍膜系統簡介 第十三週 熱蒸鍍與電子束蒸鍍簡介 第十四週 濺鍍與雷射蒸鍍簡介 第十五週 化學氣相沈積與原子層沈積技術 第十六週 真空退火系統簡介及實驗室參觀II 第十七週 真空技術新近發展 第十八週 期末考

教科書/參考書
自編教材

評分標準
出缺席10% 期末考70% 機台操作20%

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
A11243

修課人數
45

114-1_光學(一)
應用物理學系
教學目標
力學、電磁學、熱學、光學乃物理學的基礎課,對物理學科學生相當重要。本課程作為物理學科的重要基礎課,既要為爾後課程的學習打下基礎,又要為學生畢業後從事與物理學(尤其與光學有關的科學研究、教學)及相關工作奠定必要的基礎理論和實驗知識。 光學課是一門實驗現象十分豐富的課程,藉由課堂上的講解,要讓學生瞭解光之生成、物理特性,以及光波行進之描述方法並掌握光學的基本原理和解決光學問題的基本方法,又對光的本性和現代光學研究中的一些前沿課題有一個初步的了解,使光學教學與現代光學及其在高科技中的應用接軌,努力實現光學教學的現代化。 受疫情影響而採用遠距方式授課時,使用Google Meet線上軟體進行課程.

授課形式
理論講述與討論-70.00%;個案分析或作品賞析-30.00%;專題實作與報告-0.00%;田野調查-0.00%;實驗-0.00%;其他-0.00%

課程內容與進度
1. A Brief History 2. The Mathematics of Wave Motion 3. Electromagnetic Theory, Photons, and Light 4. The Propagation of Light 5. Geometrical optics – Paraxial Theory 6. More on Geometrical Optics

教科書/參考書
1. Eugene Hecht, "Optics", Addison Wesley. 2. Max Born & Emil Wolf, "Principles of Optics", Pergamon Press. 3. Jurgen R. Meyer-Arendt, "Introduction to Classical and Modern Optics", Prentice-Hall.

評分標準
作業,點名及小考30% 期中考30% 期末考40%.

學分數
3

授課時數(周)
3

開課班級
A11243

修課人數
36