奈微米科技學程 課程內容大綱  

 

 
 

核心課程類-奈米科技導論
課程名稱 奈米科技導論
學分/ 開課學期 2 / 下學期
系所 奈微米科技學程(大學部)
課程目標 本課程由各系所相關老師主講各領域奈米科技應用介紹,並邀請校外學者專家作專題演講,使同學對奈米科技有個完整的基礎認知。
課程大綱

1.奈米尺度之量子效應
2.原子、分子之自我組合
3.分子動力學與電腦模擬
4.奈米材料應用介紹
5.奈米光電及應用簡介
6.奈米生物科技簡介
7.奈米感測與檢測介紹


核心課程類-奈米科技特論
課程名稱 奈米生物科技
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 奈微米科技學程(研究所)
課程目標 針對理工背景研究生所設計的課程,內容涵蓋基礎生物學、奈微米製程技術之原理與實務,並著重於生醫與生物研究之應用,訓練學生跨領域知識的整合與溝通將是本課程主要的重點。
課程大綱 1.細胞生物學
2.分子細胞生物學
3.遺傳學
4.神經生物學
5.免疫學
6.生物生態學的應用
7.光電生物技術
8.奈微米製程技術
9.系統整合實例介紹
10.專題報告
課程名稱 奈米材料學
學分/開課學期 3 / 下學期
系所 機械系
課程目標 為滿足工業界及生醫方面對微小尺寸應用元件新材料之需求,本課程將針對奈米材料比傳統材料具備嶄新及優異特性作一以全方位深入淺出的介紹。
課程大綱 1.氣相法、化學法、機械法之奈米微粒合成
2.奈米多層膜材料之熱力學、光電性、化學性、半導體性、機械性質
3.奈米材料製程
4.奈米結構分析
5.特殊奈米材料
6.奈米電子及奈米製程
7.奈米技術應用實例
課程名稱 薄膜材料與製程
Thin Film Materials and Processing
學分/開課學期 3
系所 材料所
課程目標 本課程將讓學生瞭解薄膜材料的特性及其相關製程與實務,介紹經由薄膜製程所製造出的材料與其應用,並說明各製程所得之薄膜材料特性與優缺點、極限。
課程大綱

1. 薄膜材料特性與應用
2. 薄膜材料製程相關之真空概念
3. 物理蒸鍍法:蒸鍍
4. 物理蒸鍍法:濺鍍法
5. 物理蒸鍍法:離子鍍層法
6. 化學蒸鍍法
7. 專題報告

This course will cover the following topics, but not limited to,
(1) Characteristics and applications of thin film materials
(2) Vacuum technology related to the thin film processing
(3) Physical vapor deposition: Evaporation
(4) Physical vapor deposition: Sputtering
(5) Physical vapor deposition: Ion plating
(6) Chemical vapor deposition
(7) Term Paper

課程名稱 超微粒材料
學分/開課學期 3
系所 材料所
課程目標 本課程涵蓋基礎之超微粒材料、特性及製程與實務,介紹超微粒材料之材料特性:物性、電性及化性等,輔以製程實務之說明。
課程大綱 1.超微粒材料特性
2.超微粒材料之製程
3.超微粒材料之檢測分析技術
4.超微粒材料之應用
5.專題報告
課程名稱
磁光原理與技術
學分/開課學期 3
系所 工學院
課程目標
課程大綱

1.     Introduction to applied magnetism

2. Introduction to applied optics

3.    Magneto-optics (basics)

4.    Magneto-optics (applied)

5.    Other related experiments


核心課程類-光電工程
課程名稱 生物光電技術
學分/開課學期 3 / 下學期
系所 奈微米科技學程(大學部)
課程目標 本課程主要介紹生物光電技術學之原理及應用,內容涵蓋光電與生物體作用的基本原理、光學掃描技術、表面電漿共振原理、橢圓偏光生物感測技術等。
課程大綱 1.光電之生物效應
2.雷射光動力效應及其應用
3.光激發螢光光譜及影像處理
4.光電之生物化學效應
5.雷射共焦掃瞄式顯微術
6.掃描近場光學顯微偵測技術
7.光子穿隧生物分子顯像技術
8.表面電漿共振原理及應用
9.橢圓偏光生物感測技術
10.光電生物晶片
課程名稱 光通訊暨微光機電工程
學分/開課學期 3
系所 電機系
課程目標 本課程在介紹光纖通訊及微光機電工程之原理、系統、技術,主要在於傳統光通訊之發展漸趨成熟,而有許多新的發展需要微光機電工程技術之支援,使光通訊之發展能重新邁向新的里程碑。因此本課程也將講述,微光機電工程對光通訊發展支援之狀況。
課程大綱 1. History of optical communication
2. Physics of light
3. Principles of optical communication
4. Optical Fiber transmission lines
5. Fiber optical components
6. Principles of light emission and laser operation
7. Photo detection
8. Modulation and demodulation technology
9. MOEMS introduction
10. MOEMS for optical commutation
11. Photonic Integrated circuits technology and concepts
12. micromachined optelectronic structure and devices
課程名稱 光電工程概論
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 電機系
課程目標 認識光電元件相關原理與應用。
課程大綱 1.受光元件,含太陽能電池、光偵測器等製程介紹,理論分析
2.發光元件,含LED邊射型,面射型雷射製程介紹,理論分析
3.光波導原理,光纖通訊簡介
4.光電積體電路設計及理論介紹(OEIC)
課程名稱 積體光學與應用
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 電機系
課程目標 光學、光電與電光元件系統之原理與應用。
課程大綱 光學原理、光學系統、波導原理、非線性光學、光電材料、光電元件之結構與應用。
課程名稱 近代光學
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 光電所
課程目標 本課程從光子的波動性質出發,讓學生建立以電磁波的觀點,來熟悉光的基本性質,以及光在不同介質中的傳播現象。
課程大綱 1.光的傳播
2.光的向量本質
3.同調性及干涉
4.多光束干涉
5.繞射
6.晶體光學
課程名稱 半導體光學
學分/開課學期 3
系所 光電所
課程目標 介紹半導體材料、量子井、超晶格等的光學性質
課程大綱 1.半導體的光學常數
2.半導體的基本激發元
3.吸收、反射與放射
4.線性光學性質
5.非線性光學性質
課程名稱 光電半導體元件物理
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 光電所
課程目標 介紹半導體光電元件
課程大綱 1.半導體材料
2.半導體電學性質
3.半導體光學性質
4.發光二極體
5.雷射二極體
6.光偵測器
課程名稱 光電半導體物理技術
學分/開課學期 3
系所 光電所
課程目標 讓學生能對光電半導體物理技術之原理與實務有深入的了解,以利研究工作之進行
課程大綱 1.半導體物理回顧
2.實驗技術(光源, 光譜儀,光偵測器,光電訊號調變與處理,低溫系統)
3.發光光譜系統
4.晶格振動光譜系統

核心課程類-微機電系統
課程名稱 微機電系統導論
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 奈微米科技學程
課程目標 微機電系統(MEMS)為一多元整合技術,本課程旨在協助學生瞭解微機電系統及其製程技術、應用產業及微機電系統技術現況與未來發展趨勢。基於我國在微電子和資訊產業之世界性優勢,此刻進入微機電系統領域正是最佳時機。
課程大綱 1.微機電系統簡介
2.半導體製程技術
3.表面/體微細加工技術
4.微致動感測器介紹
5.微光機電系統
6.生醫微機電系統
7.微機電系統產業
8.微機電系統未來趨勢
課程名稱 微機電系統設計與分析
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 系工所
課程目標 本課程介紹微系統的組成,致動器及感測器的工作原理,微加工的介紹,並以電腦軟體模擬微系統的設計.分析及製程
課程大綱 1.微系統簡介
2.尺度分析
3.致動器工作原理
4.感測器工作原理
5.微加工設備及製程介紹
6.軟體模擬微元件的設計、分析及製程
課程名稱 微機電系統設計與分析
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 機械所
課程目標 本課程係有關由微感測器及微致動器所組成的微機電系統之設計與分析。主要目的在使學生能將相關的工程力學、熱流工程與光電工程運用於微機電系統之設計,並利用電腦輔助設計軟體(CAD)實際從事微機電系統之設計與分析,包括設計流程的規劃、機電與結構的設計與設計結果的驗證分析。
課程大綱 1. 微機電系統簡介
2. 尺度分析與設計限制條件
3. 材料與製程之選擇
4. 製程與封裝之規劃
5. 工程力學應用於微機電系統設計
6. 熱流工程學應用於微機電系統設計
7. 光電工程應用於微機電系統設計
8. 應用CAD設計微機電系統之專題報告

一般課程類-生物工程
課程名稱 生命科學概論
學分/開課學期 3 / 下學期
系所 通識課程
課程目標 針對非生命科學系所學生設計,建立大學生對生物科技的基本認知。將以深入淺出的方式帶領學生認識最新的生物科技發展與應用,以期學生具備生命科學之基本知能,並訓練學生跨領域學習整合能力。
課程大綱 1.分子遺傳學
2.基因體與生物資訊學
3.生物技術學
4.生物科技的發展
5.生物科技倫理
課程名稱 生命科學哲理
學分/開課學期  
系所 通識課程
課程目標  
課程大綱  

一般課程類-量子力學
課程名稱 近代物理
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 電機系
課程目標 本課程為古典物理學與量子物理學及相對論的銜接課程,旨在使理工科系學生對於近代物理學之演進,重要理論與觀念,及在其他相關領域之應用,有深刻認識瞭解。
課程大綱 1.古典物理之回顧
2.特殊相對論
3.物質之二元性
4.波爾之原子模型
5.薛丁格方程式及其簡單之應用
6.氫原子系統
7.多質點體系之簡介
8.初等統計物理
課程名稱 應用量子力學
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 光電所
課程目標 為使學習者從事材料之光電性質之研究,本課程提供探討物質微觀結構所必備之基礎。
課程大綱 1.量子力學的基本結構
2.簡諧振盪
3.1/2 自旋及二能階系統
4.角動量
5.氫原子
6.定態微擾
7.躍遷理論
8.晶體能帶結構
9.電磁場量子化
10.多電子系統

一般課程類-感測與檢測
課程名稱 奈米檢測技術
學分/開課學期 3
系所 奈微米科技學程(研究所)
課程目標 本課程將讓學生瞭解奈微米材料物理性質、化學成分、機械性質、光、電性、微觀結構等分析技術及原理,並介紹各分析技術的應用與使用極限。
課程大綱 1.微結構之顯像分析技術(STM, AFM, SPM等)
2. 微區/微量之化學組成分析(SIMS, AES, EDS, Raman, XPS, RBS等)
3.微奈米材料之機械性質檢測(Nano-indentor, AFM)
4.微奈米材料之磁性、光、電性檢測(SQUID, VSM, 電容、介電性質)
5.微奈米材料檢測所需試片之加工技術(Ion Miller, Dimpler, STM, FIB)
6.掃描式電子顯微鏡(SEM)
7.穿透式電子顯微鏡(TEM)
課程名稱 感測原理與應用
學分/開課學期 3 / 下學期
系所 機械系
課程目標 本課程主要目的在使學生了解各種物理、化學與生物參數的感測原理,並且認識各種感測器應用的範例,特別是在生物體上的感測。
課程大綱 1.Fundamental Concepts
2.Pressure Sensing
3.Flow Sensing
4.Motion & Force sensing
5.Temperature, Heat Flow & Evaporation Sensing
6.Bioelectric & Biomagnetic Sensing
7.Chemical Sensing
8.Telemetry
課程名稱 感測器應用
學分/開課學期 3
系所 系工系
課程目標 本課程之目標程旨在使學生了解機電整合之基本感測元件。包含感測器之特性、構造及使用方法、用途。
課程大綱 1.感測器應用簡介
2.光耦合器原理
3.焦熱式紅外線感測器感測原理結構
4.熱電藕溫度感測器原理 及常用之接點形式
5.壓電材料及壓電感測
6.壓力感測器原理
課程名稱 電子顯微鏡奈微米分析技術
Electron Nano and Microanalyses
學分/開課學期 3
系所 材料所
課程目標 本課程將讓學生瞭解各式先進的電子顯微鏡材料分析儀器原理及其實務,介紹經由奈微米材料特性分析儀器所得的資訊與應用,並說明各先進電子顯微鏡奈微米材料特性分析的優缺點、極限。
課程大綱 1. 電子顯微鏡概論
2. 掃描電子顯微鏡原理與應用:電子束之產生、與試片之間產生之效應
3. 掃描電子顯微鏡原理與應用:電子透鏡與掃描原理
4. 掃描電子顯微鏡原理與應用:影像之像差
5. 掃描電子顯微鏡原理與應用:影像之擷取與成像原理
6. 電子顯微鏡用X光顯微元素分析之原理與應用:EDS
7. 電子顯微鏡用X光顯微元素分析之原理與應用:WDS
8. Auger電子顯微鏡及質譜儀之原理與應用
9. SIMS二次離子顯微鏡及質譜儀之原理與應用
10. STM (SPM) 掃描穿隧式顯微鏡之原理與應用
11. 專題報告

This course will cover the following topics, but not limited to,
(1) Introduction to electron microscopy for nano and microanalyses
(2) Principle and application of scanning electron microscopy: Generation of electron beam, and interaction between electron and specimen
(3) Principle and application of scanning electron microscopy: Lenses and scanning coils
(4) Principle and application of scanning electron microscopy: Lens aberrations
(5) Principle and application of scanning electron microscopy: Detectors and image construction/processing
(6) X-ray microanalysis for elements in electron microscopes: EDS
(7) X-ray microanalysis for elements in electron microscopes: WDS
(8) Principle and application of Auger electron microscopy and spectroscopy
(9) Principle and application of secondary ion mass spectroscopy.
(10) Principle and application of scanning tunneling (probe) microscopy
(11) Term Paper
課程名稱 感測元件暨微機電系統工程
學分/開課學期 3 / 上學期
系所 電機所
課程目標 讓學生了解基本感測元件及量測和基本微機電系統技術,同時了解整合微機電系統技術進行新型及高功能感測元件製作之方法及潛力。
課程大綱 1.Sensors Introduction
2.MEMS Introduction
3.Integrated Sensors and MEMS Technology
4.Mechanical Sensors
5.Acoustic Sensors
6.Thermal Sensors
7.Optical sensors
8.Biosensors

一般課程類-半導體工程
課程名稱 微機電系統製程與設備
學分/開課學期 3 / 下學期
系所 機械系
課程目標 介紹微機電系統常用之製程與設備,協助機械∕電機∕輪機等工程背景學生迅速學習微機電系統所需之製程技術與如何使用其製程設備,以縮短系統開發時程,增強其研發能力。
課程大綱 1.微影製程設備介紹
2.薄膜製程設備介紹
3.蝕刻製程設備介紹
4.摻雜製程設備介紹
5.封裝製程設備介紹
6.檢測製程設備介紹
7.電鍍製程設備介紹
8.微模造製程設備介紹
課程名稱 半導體製程技術
學分/開課學期 3
系所 機械系
課程目標 配合3C電子半導體相關高科技產業蓬勃發展,介紹半導體製程技術、原理及應用。
課程大綱 1.真空系統
2.積體電路元件物理
3.晶圓製造與設備
4.複晶矽、矽氧化物及矽氮化物沈積製程
5.離子佈值製程
6.金屬沈積技術
7.擴散與退火,氧化製程
8.蝕刻及微影
9.電子構裝
課程名稱 半導體元件物理
學分/開課學期 3
系所 電機系
課程目標 認識半導體材料、元件及各種主動元件含BJT、FET等之原理、設計。
課程大綱 1.能帶和載子濃度
2.載子傳導現象
3.正-負接面
4.雙極性元件
5.單極性元件
6.微波元件
7.光電元件
課程名稱 固態物理
學分/開課學期 3
系所 電機系
課程目標 了解固態物理之基本內容與應用,尤其偏重於電子與半導體方面的理論與應用。
課程大綱 晶體物理、原子力結構、聲子物理,比熱原理,金屬與半導體物理、半導體元件、光與物質的作用。
課程名稱 超大型積體電路
學分/開課學期 3
系所 電機所
課程目標 讓學生了解積體電路工程之發展狀況及基本超大型積體電路整個製作流程和其相關之設施規範。
課程大綱 1.簡介
2.潔淨室
3.晶圓清洗
4.磊晶
5.光罩曝光製程
6.雜質摻雜
7.薄膜沈積
8.蝕刻製程
9.金屬薄膜
10.製程整合
11.組裝

一般課程類-計算力學
課程名稱 有限元素法導論
學分/開課學期 3
系所 各相關系所
課程目標

探討:
1.有限元素法及電腦程式在工業界的應用及功能介紹
2.基礎結構體的力學分析
3.有限元素法 FORTRAN 程式的撰寫及分析

課程大綱 1.電腦, FORTRAN 程式以及有限元素法的介紹
2.軸向受力式結構分 (含電腦運算法及程式)
3.剛架結構分析
4.平面應力及平面應變分 析
5.軸對稱元素分析
6.三維立體元素分析
課程名稱 計算流體力學
學分/開課學期 3
系所 機械所、系工所
課程目標 本課程之目標在使學生掌握數值方法應用於流體力學之通用解法,及如何應用數值方法解析實際流場流動現象。理論方面集中於常微分及偏微分方程式之類型及通用之數值解法,最後再輔以數個實例讓學生實際撰寫電腦程式,藉由數值計算結果使學生能了解流場特性及數值計算之流程。
課程大綱 1.自由落體運動(常微分方式)之數值解法
2.非黏性位勢流場(橢圓線型偏微分方程)之數值解法
3.波動方程式(雙曲線型偏微分方程)數值解法
4.黏性流場(拋物線型偏微分方程)之數值解法
5.有限差分法簡介
6.有限體積法簡介

一般課程類-光機電整合
課程名稱 機電整合概論
學分/開課學期 3
系所 各相關系所
課程目標 機電整合(Mechatronics)乃機械與電子技術的結合,即將Mechanical 與Electronics 整合為Mechatronics 稱之機電整合。故機電整合應以機械為基礎,電子為輔,將電子技術應用於機械的控制、感測及驅動力上,以提高機械的性能與功能。
課程大綱 1.機械動力傳動機構
2.機電轉換:如馬達、感測器等
3.電子信號的處理與放大
4.控制器輸出入介面
5.控制器通訊、網路與監控。
課程名稱 自動控制(或控制工程)
學分/開課學期 3
系所 各相關系所
課程目標 本課程主要介紹控制學基本概念諸如系統模型化及動力方程式的推導、轉移函數、系統方塊圖、信號流程圖、回授對於系統的影響、穩定性分析、根軌跡設計法、頻率響應分析、及控制器的設計。
課程大綱 1.Motivation
2.Transfer function
3.Block diagram & Signal flow graph
4.Mathematical modeling of physical systems
5.Feedback properties
6.Stability
7.Time-Domain analysis
8.Root locus method
9.Bode plot and Nyquist criterion
10.Compensator design
課程名稱 影像處理
學分/開課學期 3
系所 電機所
課程目標 影像處理的目地一方面在於處理一般的圖片資訊以便讓人眼視覺觀看而從中獲得資訊,另一方面能凸顯圖片的特性或特徵資料以利於機器理解此一資訊而做進一步處理和改進。
課程大綱
一、 成像簡介
  I. 光學式(傳統) : 鏡片 , CCD , CMOS
  II. 超音波
  III. 紅外線
  IV. MR…等
二、 濾波(Filtering)
  I. Spatial Domain
  II. Frequency Domain 頻域分析
三、 Image Enhancement(強化)
  I. Equalization
  II. Contrast processing
  III. Pseudo coloring
四、 影像還原Image Restoration
五、 分析Analysis
六、 辨識Recognition
課程名稱
基礎生物學實驗
學分/開課學期 2
系所 工學院
課程目標 本課程主要讓理工科系的學生學習生物學的基本實驗操作,使學生在本課程的學習中瞭解學習生物學實驗的基本態度及技能,讓學生在「細胞觀察」、「細胞基礎生理現象」、「細菌觀察與分離」、「免疫反應」等課程中,逐漸帶領學生瞭解基礎生物學,在深入淺出的課程安排中,更讓學生瞭解生物學的研究方法
課程大綱

顯   

顯微鏡的構造、使用與顯微測量

l      細胞基礎特性觀察

l      細胞的生理現象

l      酵素活性測定

l      細胞分裂

l      細胞的呼吸作用

l      單細胞藻類及光合作用

l      細菌培養基及配置方法

l      細菌的分離及菌落觀察

l      細菌型態的觀察

l      白血球的吞噬作用

l      抗原抗體反應

         凝集、沉澱及溶血反應