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研究所2023試題大補帖【熱力學與流體力學】(109~111年試題)[適用臺大、清大、陽明交通、成大、中央、中正、中山、北科大研究所考試]

為了解決成大材料所的問題，作者大碩研究所師資群 這樣論述：

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利用電泳法將單壁碳奈米管擇區沉積在各種基材及其性質探討

為了解決成大材料所的問題，作者陳盈君 這樣論述：

本研究中，利用電泳沉積法及後續的退火處理將單壁碳奈米管均勻的選擇性沉積在各種材料之圖案基板上之製程已成功被開發。實驗的製程參數包括：電極材料種類、電泳懸浮液成份、陽極與陰極間之距離、外加電壓、沉積時間及退火之溫度與時間。本研究所採用的陽極與陰極基板材料有：鍍鋁、鈦及二氧化矽(SiO2)之矽晶片、純矽晶片、導電玻璃(ITO)及鋁箔。電泳懸浮液之成份有：電弧放電法製備之單壁碳奈米管、去離子水、作為電解質之硝酸銅(Cu(NO3)2)及多種界面活性劑(作為分散劑)包括SDS (Sodium dodecyl sulfate)、CTAB (Hexadecyl trimethyl ammonium bro

mide)及TOPO (Trioctylphosphine oxide)。藉由紫外-可見光吸收光譜技術(UV-visible absorbance spectroscopy)進行懸浮液之穩定性分析，單壁碳奈米管及沉積物之結構與性質將利用場發射掃描式電子顯微技術(FESEM)、高解析度穿透電子顯微技術(HRTEM)、拉曼光譜技術(Raman spectroscopy)、能量散佈光譜技術(EDS)及場發射J-E測量法加以分析。從實驗結果可歸納出以下結論： 為了得到組成及厚度均勻性佳的電泳沉積物，結果顯示所使用之電泳懸浮液必須具備分散性佳及穩定性好的優點。根據紫外-可見光吸收光譜儀的結果指出，

其穩定性依序為：SDS > TOPO > CTAB，歸因於碳奈米管與分散劑SDS之間的凡得瓦爾力大於碳管之間的凡得瓦爾力。就在懸浮液中添加電解質增加懸浮液的導電性對電泳沉積之影響而言，結果指出添加硝酸銅確實可以降低電泳沉積所需要之最小電壓及電泳沉積的時間。 在擇區沉積碳奈米管圖案(pattern)的製備方面，其可行性可以藉由均勻沉積對電極材料導電性之高相依性而獲得。實驗結果顯示，在研究的電極中，鍍鋁之矽晶基材由於具最佳導電性所以功能亦最佳，這項結論可從電泳沉積時有最小外加電壓而得到。換句話說，利用具有導電及不導電材料組成之圖案基板可以使碳奈米管薄膜選擇性沉積在導電部位，例如鍍鋁相對於鍍二

氧化矽之基材在本研究中已成功地被證實。另外，實驗結果亦指出陽極與陰極間之距離、外加電壓及沉積時間等製程參數，除了在薄膜厚度或沉積速率方面外，對薄膜之形貌並沒有顯著的影響。 就後續退火處理製程對薄膜與基材間之附著性的影響而言，實驗結果指出附著性、薄膜裂縫、薄膜碎片捲曲之情形與加熱的溫度及時間有關。隨退火時間的增加，薄膜首先形成網狀裂縫，接著裂縫會擴展，最後在裂開薄膜邊緣位置向上捲曲，隨著溫度增加，這樣的情形會越容易在短時間內發生。另一方面，薄膜附著性可以經由提高退火溫度至本研究之最高溫度(~300oC)而得，但是最佳的附著性會出現在中間的退火時間。換言之，根據膠帶黏貼及刮痕測試的結果，本研

究在300oC、5分鐘時可以得到最佳的附著性。值得一提的是，在退火處理過程中所產生的裂縫內有很多橫向排列的單壁碳奈米管，這提供了一個量測碳管各別性質的可能性。 在場發射方面，實驗結果顯示電泳參數對薄膜的場發射特質並沒有太大影響，倒是退火溫度及時間對薄膜之場發射特性有較顯著之影響，起始電場大約在2.4 V/�慆 ~3.5 V/�慆之間，優於目前文獻中利用電泳法所沉積之碳奈米管薄膜的起始電場( > 4.0 V/�慆)，當外加電場為5.0 V/�慆時其電流密度大約在0.7 mA/cm2∼16 mA/cm2之間，最好的場發射性質是屬於薄膜具有最佳附著性以降低場發射阻抗。此外，鋁基材上電泳沉積之含

單壁碳奈米管薄膜與表面塗佈螢光粉之導電玻璃(ITO)螢光板作成場發射元件的發光測試結果，發光區域均勻且穩定。 將電泳沉積製程應用於其他具有不同形狀之基材，例如導電玻璃或鋁箔紙，結果顯示即使在起皺之鋁箔上電泳沉積之薄膜仍然具有良好的場發射能力(起始電場約為2.7 V/�慆、外加電場5.0 V/�慆下的電流密度約為4.2 mA/cm2)及附著性。總括來說，電泳沉積的製程具有：室溫即可進行之簡單製程、製程費用便宜、量產及大面積沉積之可行性以及幾乎不受限於基材的形狀等優點。

水清木華：清華的故事【增訂版】

為了解決成大材料所的問題，作者陳力俊 這樣論述：

新竹清華人，譜寫清華的傳奇故事── 從北京清華到新竹清華，從新竹清華到兩岸清華。   　　▪以平實的文筆，見證清華璀璨的發展。 　　▪集纂眾所皆知的清華歷史，述說鮮為人知的清華軼事。 　　▪以業餘校史研究者視角，弘揚清華人百年功業。   　　《水木清華——清華的故事》積累作者於新竹清華大學任教時期，梳理與清華有關之各種典故、事件與趣聞，共一百六十餘篇。第一部分即從國民政府遷台前北京清華說起，有北京清華簡史、庚子賠款與運用、歷任校長事紀、清華風雲人物及西南聯大二三事等內容；第二部分則聚焦新竹清華，有在台發展簡史、校園景觀地理與建物、傑出教師與校友、教學研究貢獻等說明；第三部分為兩岸清華，有各

項名人與文化紀念會、兩岸校長面談、兩岸校友聚會、兩岸學術交流等互動，並附有胡適、林語堂、殷海光、梁實秋、錢穆等清華名人事蹟，展現清華大師如林的光輝過往。全書以故事性為主，偶有幽默風趣之語，加入個人情感與見解，展現對清華的熱愛。   本書特色   　　以業餘校史研究者的視角，條目回答方式的鋪陳，串起歷史的北京清華、發展中的新竹清華，密切互動的兩岸清華，並在筆墨中寄寓對未來的清華期許與祝福。   誠摯推薦   　　王汎森 中研院院士│李弘祺 清華大學榮休講座教授│林聖芬 前中國時報社長│洪嘉聰 聯華電子董事長│孫震 前台灣大學校長│陳立白 威剛科技董事長│黃榮村 考試院院長│彭宗平 前元智大學校長

│劉兆玄 前清華大學校長│潘文炎 中技社董事長│蔡進步 清華大學校友總會理事長   好評推薦   　　「該書富故事性，交代近代中國教育史之核心大學之發展，內容雋永知識兼之，為近年來難得之作，其視野及識見，與校長治學之宏博相互輝映，是不可多得之著述。」──李弘祺 清華大學榮休講座教授   　　「解讀清華前世今生，見證作育英才輩出，自強不息行勝於言，厚德載物無遠弗屆──強力推薦『清華的故事』。值得細讀，引發省思。」──林聖芬 前中國時報社長 　 　　「寫清華故事，清新生動。令讀者對清華歷史和人物，及其彰現之厚德載物，自強不息，生出無限嚮往，有益於世道人心甚多。」──孫震 前台灣大學校長   　　「

史實廣詳，文筆流暢，而且短期內累積豐富，至深佩服。」──劉炯朗 前清華大學校長   　　「陳力俊校長從清末民初清華、抗戰清華，講到兩岸清華，寫出國際級清華大學的源頭、風格、苦難、成就、與願景，以及清華大師們的風采與苦悶。本書百餘篇短故事更勾勒出，清華如何面對時代及兩岸變局，在科技與人文互動下，交織出一片多元卓越的迷人風景。」──黃榮村 考試院院長   　　「水清木華的故事，橫跨一世紀。陳校長親自導覽北京和新竹清華園的人物傳奇與辦學密碼，見證清華的魅力；也為我熱愛的這所大學，添增另一頁美麗的篇章。」──彭宗平 前元智大學校長