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適用於卑金屬積層陶瓷電容器的巨介電La-SrTiO₃陶瓷： 燒結溫度降低與介電性能提升策略
指導老師及參賽學生
指導老師：向性一
參賽學生：張凱芯
構想說明
本研究以固相反應法製備摻雜鑭之鈦酸鍶(La-doped SrTiO3, LST) 陶瓷,並探討摻 雜 CuBizO4 (CB) 對其微觀結構與電性之影響。由於CB 具有低熔點特性,在 1300°C 下可促進液相燒結,使樣品達到良好的緻密化(93.11%)。同時,CB 有助於氧的吸附與 擴散,XPS 分析結果顯示,隨著 CB 含量增加,氧吸附與晶格氧濃度提升,而氧空缺 與 Ti+ 濃度則下降。此過程使晶界與陶瓷-電極界面形成雙蕭特基能障,有效抑制空間 電荷極化並降低介電損耗。另一方面,缺陷偶極子結構(Ti’v–V%–Ti’i 和 V%–Tivi–Lasr) 所誘發的電子釘紮效應(EPDD) 可限制自由電子遷移,進而穩定高介電常數並改善頻率 響應。此外,CB 在晶界處的偏聚會形成絕緣層,並與n型LST 晶粒構成n-p-n 結 構,提升晶界蕭特基能障高度,進而增強變阻特性,包括較高的非線性係數與崩潰電壓 以及較低的漏電流。此外,所有樣品皆展現良好的溫度穩定性,符合X9P規範(-55 至 200°C 範圍內 AC/Co變化低於±10%)。綜合而言,CB 摻雜之LST 陶瓷展現巨介電 常數、低介電損耗、優異的頻率與溫度穩定性,以及優越的變阻特性。
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屏東平原乾旱特徵與變化趨勢之研究
指導老師及參賽學生
指導老師：葉信富
參賽學生：白宥庭
構想說明
近年乾旱受氣候變遷影響日益嚴重，屏東平原作為臺灣農業、畜牧及養殖重鎮，深受其衝擊。本研究基於長期降水與地下水資料，量化標準化降水指數(SPI)與標準化地下水位指數(SGI)，評估乾旱頻率及最長持續時間等特徵，並以MK趨勢檢定與BFAST方法分析乾旱指數之趨勢與突變。結果顯示，SPI與SGI最長乾旱持續時間分布存在區域差異，沿海及平原西側較為明顯；多數測站乾旱指標呈上升趨勢，且出現向上突變，顯示整體乾旱情形趨緩。研究成果可作為屏東平原水資源規劃與管理的參考，提升應對乾旱之策略效率。
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臺灣西北部砂岩層 地質碳封存與壓縮空氣儲能結合之可行性研究
指導老師及參賽學生
指導老師：謝秉志
參賽學生：潘奕呈
構想說明
本研究評估臺灣西北部砂岩層中結合地質碳封存與壓縮空氣儲能的可行性。傳統碳封存置與營運成本高昂，本研究提出利用封存之二氧化碳作為壓縮空氣儲能的工作流體，將減碳設施轉化為兼具儲能效益的資產。研究以CMG-GEM進行數值模擬，建立Y-砂岩層背斜構造模型，模擬離峰時注入CO₂，並於尖峰時採出驅動渦輪發電之循環過程。重點分析儲層壓力變化、系統穩定性、封存效率，並以熱力學模型計算壓縮與膨脹功耗與發電量，最終以往返效率評估整體可行性。成果可驗證此技術潛力，並為臺灣未來封存與儲能場址提供依據。
