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無鉛壓電陶瓷材料和MEMS結構之模擬與開發

為了解決台科gpa的問題，作者李耕維 這樣論述：

本研究透過密度泛函理論（Density Functional Theory, DFT）之模擬程序來計算出無鉛壓電陶瓷Ba0.92Ca0.08Ti1-xSnxO3 （BCTS）之材料特性，並探討Sn4+含量之影響。再依據DFT最佳的BCTS模擬結果並使用有限元素法（Finite Element Analysis, FEA）來開發出一個壓電微機電系統（Microelectromechanical Systems, MEMS），其中除了底電極和黏著層厚度之外，最適當的Si基板蝕刻深度也都將會模擬與探討。本文可分為以下兩大部分: Sn4+ 含量對BCTS壓電薄膜之影響利用特殊隨機結構模型（Spec

ial Quasirandom Structures, SQS）設計一個BCTS無序摻雜壓電晶體結構以及仿真BCTS無鉛壓電陶瓷薄膜（x = 0 ~ 0.15），再以X光繞射儀量測實際的BCTS無鉛壓電材料晶相及晶格常數，並與模擬出之數值相互比較。最後則通過有限差分法、密度泛涵微擾理論等方式來計算無鉛壓電薄模之壓電特性、機械性質數值。 BCTS / Pt / Ti / SiO2 / Si無鉛壓電MEMS結構之開發透過Nano-indenter儀器來量測壓電MEMS金屬薄膜（黏著層與底電極層）之機械性質。再導入DFT模擬的最佳壓電薄膜之機械性質，透過有限元素法（FEA）來逐一探討最佳的BCTS

壓電薄膜之厚度、Ti黏著層之厚度與Si基板蝕刻深度。由研究結果數據可得出最佳壓電MEMS結構參數為:黏著層（Ti ＝50 nm）、底電極層（Pt ＝ 100 nm、Si-Wafer蝕刻深度（30 m）、壓電薄膜層（BCTS ＝ 750 nm ），且最佳無鉛壓電薄模參數為:組成為Ba0.92Ca0.08Ti0.95Sn0.05O3，其中煆燒條件為1200C /4hr。並模擬計算出BCTS薄膜材料為四方晶相且晶格常數a、c各為7.97 Å、12.113 Å，且與實作出壓電陶瓷材料所量得之晶格常數誤差僅6%，模擬之d33為56 pC/N，且 K_33^2 為56%。而在機械性質方面，以VRH近似

獲得各向同性多晶材料之數值，楊氏模數為182.27 GPa、維氏硬度為9.43 GPa。 根據計算數據中，發現添加少量的Sn4+能夠提升壓電特性與介電張量，更增加晶體延展性與有效地降低煆燒溫度；但卻會降低其機電耦合係數與維氏硬度，由於C33彈性模量之數值降低，進而導致機電耦合係數與維氏硬度之數值下降。最後研究出最佳壓電MEMS在未來應用於半導體製程中的探針卡檢測器與壓電式指紋傳感器。

靈芝多醣體萃取及抗氧化活性之研究

為了解決台科gpa的問題，作者蔡宜潓 這樣論述：

靈芝在中國古代認為具有長生不老，起死回生效用。在現代醫學研究認為靈芝及其提取物具有多種藥理及保健效用。 本研究主要利用熱水萃取多醣體，其方式為恆溫水浴萃取法、索氏萃取法、超音波萃取法、微波萃取法等4種主要方式。在不同溫度及不同時間且不同萃取方式探討萃取率、粗多醣萃取率、多醣體萃取率，抗氧化成分檢測所含的總酚含量、總類黃酮含量，抗氧化活性檢測所含的DPPH自由基清除率、還原力及亞鐵離子螯合率。並將萃取物製作出護髮霜以檢測靈芝萃取物(純水萃取物及乙醇萃取物)對頭髮物性變化影響及效果。 在萃取率、粗多醣、多醣體的實驗結果為：萃取率以恆溫水浴法在100oC時間6小時的含量6.09%最高

；粗多醣體含量在索氏萃取法以4小時1.69%最高；多醣體含量在索氏萃取法以4小時1.57%最高。 抗氧化能力測定部份：DPPH自由基清除率以純水萃取物91.64%為最高，其次為乙醇萃取物61.32%；亞鐵離子螯合率以純水萃取物64.04%為最高，其次為乙醇萃取物54.31%；還原力以純水萃取物0.97為最高，其次為乙醇萃取物0.72。抗氧化成分測定部份：總酚含量以純水萃取物52.15 mg GAE/g d.w.為最高，其次為乙醇萃取物46.15 mg GAE/g d.w.；總類黃酮含量以純水萃取物24.75 mg Rutin/g d.w.為最高，其次為乙醇萃取物21.11 mg Rutin

/g d.w.。 本實驗最後將靈芝萃取物應用在頭髮並製作成護髮霜以探討對於頭髮髮徑、頭髮毛鱗片之差異並使用頭髮拉力機檢測頭髮不同條件下之頭髮拉力：破壞點、抗拉強度、伸長率、楊氏係數及屈服點等變化情形，來探討頭髮漂色及護髮下產生之變化。實驗結果顯示出破壞點在健康髮萃取護髮條件下0.172 kgf最優；抗拉強度以健康髮水萃取物護髮18.203 kgf/mm2最優；伸長率以漂髮水萃取物護髮285.708%為最優；楊氏模數以健康髮水萃取物護髮4.433 GPa為最優；屈服點以0.060 kgf為最優。梳理性而言，頭髮使用靈芝水萃取物護髮霜梳理性之最大力量降至0.022 kgf。