高級中等學校組

在科技進步的年代，電晶體成為組成高效能晶片不可或缺的元件，其發展影響著電子產品的效能與功耗。隨著製程技術節點縮小至2nm以下，傳統鰭式場效電晶體 （FinFET）架構逐漸面臨短通道效應與漏電流增加等挑戰，而環繞式閘極場效電晶體（GAAFET）技術則因其優異的電流控制能力與低功耗特性，成為新一代電晶體的主流。本研究探討在固定有效寬度與垂直間距的條件下，不同奈米片堆疊數量對電晶體電性的影響，透過科技電腦輔助設計（TCAD）軟體模擬分析次臨界擺幅（SS）與臨界電壓（Vt）等參數，對下世代環繞式閘極奈米片場效應電晶體(NSFET)進行最佳化研究，提供未來半導體技術發展之設計方針。

本研究旨在探討彗星塵埃尾與離子尾之方向與長度的形成機制，並建立數學模型與Python模擬系統，以模擬彗尾在不同時間與位置下的形態變化。我們選取哈雷彗星、海爾-波普彗星與C/2020 F3 (NEOWISE) 為樣本，蒐集歷史觀測影像並進行模擬對比。研究結果顯示：模擬所得的彗尾角度大致與實際觀測相符，且太陽輻射壓比例因子β與彗尾軌跡偏移程度高度相關。本研究所建立的模擬系統與公式可作為未來觀測與預測彗星彗尾形態之基礎。

本研究針對嘉義地區廢棄蝴蝶蘭(Phalaenopsis)資源，嘗試以天然深共熔溶劑(Natural Deep Eutectic Solvent, NADES)在萃取蝴蝶蘭不同部位: 根、莖、葉、花之多醣及相關活性成分，並與傳統水萃取比較萃取率。透過評估萃取液中多醣含量、多酚含量、抗氧化能力，與抗菌能力以衡量萃取物在口腔保健之功效。之後將萃取物進一步結合不同配方之高分子基材料HPMC(Hydroxypropyl Methylcellulose)與 PVP(Polyvinylpyrrolidone)，嘗試製成能有效成膜的口內膠。實驗結果顯示，以betaine+lactic acid組成的 NADES配方對蝴蝶蘭花部位之多醣與多酚萃取效率特別顯著，亦展現較高之抗氧化能力與抑菌效力，且能與特定配方之高分子材料結合形成有效凝膠。藉由萃取方式與高分子材料之配方優化，最終可望開發出兼具環保、功能性與口腔護理應用潛力的天然凝膠產品。

本研究徹底解決電容式觸控毛筆的擬真性問題。我們研究被動式電容觸控筆的材料與工作原理，得知材料能夠產生高電容，就能產生高靈敏度觸控感應。厚度薄、面積大以及高介電常數的材料能產生高電容，都是良好的電容式觸控材料。這結果推翻了「電容觸控原理是基於材料的導電性或靜電傳導能力」的假說。有別於導電刷毛(碳纖維)筆頭的乾式觸控筆，我們直接將真實毛筆改造成觸控毛筆，利用「溼潤軟毛筆頭」具有高電容特性以及電容串並聯原理，開發出「全真軟毛被動式電容觸控筆」。得到與真實毛筆書寫過程相同筆性、筆觸與藝術效果，是目前擬真度最高的觸控毛筆。這個創新設計製程簡單且不需電源，因此具有節能與低成本的優點。

本研究開發了一種基於影像辨識的水果品質分類系統，採用最適合同時處理局部及全局資訊的 Swin-Transformer 模型，透過分析水果外觀來判斷其品質，並多次實驗以調整參數、訓練多個模型以辨識不同水果種類與品質。 使用者上傳水果影像後，系統即能識別水果種類和品質，並提供新鮮度建議與食用方式。此系統相較於傳統的檢測方法，具備非破壞式檢測優勢，且降低成本，適用於農業生產與消費市場。 模型測試結果顯示，水果類型分類器準確率為99.0%，蘋果品質分類器為85.04%，橘子品質分類器為97.67%，顯示該系統在分類與品質評估上具有較高的準確性，對水果檢測及提升食品管理有重要意義。

近期研究發現AI可以影響心理歷程，如Chukwuere和Handoko(2024)指出AI對學生的學習或輔導產生正面效益。本研究旨在開發升學輔導AI，並驗證此AI能否增加受試者的生涯定向。實驗一以新北市某高中214人為研究對象，證明AI有助改善學生生涯定向；實驗二研究同校108人，探討不同AI取向對高中生生涯定向的影響。研究結果顯示：一、AI可改善生涯定向，但與自行搜尋網路資源的效果無顯著差異；二、資訊取向機器人提高高中生生涯定向的效果優於情意取向機器人；三、無論是否有生涯決定之高中生，使用情意取向機器人或資訊取向機器人後，其生涯定向皆無顯著差異；四、兩次實驗的受試者繼續使用AI的意願皆為3.44 (滿分為5)。

本研究透過結合局部敏感雜湊（Locality-Sensitive Hashing, LSH）與知識圖譜（Knowledge Graph, KG）以改善檢索增強生成技術（Retrieval-Augmented Generation, RAG）在檢索的時候難以在精確度與效率之間取得平衡的問題。透過使用LSH 將資料分桶，接著利用知識圖譜進一步篩選資料，以提高檢索的精確度與效率。 實驗結果顯示，結合知識圖譜與LSH後的系統，在精確度（precision）上可達到91%，相較於VectorRAG 的84%提升約8.33%，與GraphRAG的96%則僅有5.21%的差距。此外，本系統在檢索時間上較GraphRAG降低了95.38%。由此可以證實，透過結合LSH及知識圖譜能在保持高精確度的同時，顯著提高檢索效率。

本研究主要探討新竹關西馬武督地區鋯石巨晶的形成年代、生成機制與地質意義。該地區鋯石具有高達3至5毫米的巨晶，不同於台灣其他地區以微米級為主的鋯石。透過採集與分析樣本，結合玄武岩的微量元素及鋯石的鉿同位素分析，揭示馬武督地區鋯石的來源與形成環境。研究結果顯示，鳳山溪上游的玄武岩脈提供發現鋯石的有利條件，而馬武督鋯石巨晶的生成與長時間結晶、緩慢冷卻速度及捕獲外來晶體的地質條件密切相關。根據定年結果、微量元素蛛網圖、鉿同位素分析結果，推論認為：馬武督鋯石巨晶並非直接在玄武岩中生成，而是被鹼性玄武岩漿捕獲後保存下來。本研究加深對鋯石在玄武岩中形成機制的理解，對此區地質演化研究提供一個良好的解釋機制。

本研究探討給定平面任意三點A,B,O，滿足∠OPB=∠APO的點P軌跡為何？有什麼性質？我們主要運用複數解析求出曲線方程式，再運用其對觀察到的曲線性質進行證明，我們亦在作品中給出一些幾何解釋。之後我們更進一步更改兩角度之間的關係(如成倍數關係、差為定值等)，得到了豐碩的成果。最終還發現此軌跡與其他曲線間的關聯，並說明了背後的幾何本質。

平行四連桿機構廣泛應用於機械手臂中，若於桿件上加掛橡皮筋，可顯著降低轉動所需力矩，實現節能。然而，現有設計多依賴經驗與試錯法，缺乏系統化方法。本研究開發出高直觀性橡皮筋平行四連桿輔助設計程式，能提升機構設計效率與準確性。透過建立橡皮筋施加於連桿的數值分析力矩模型，並透過實驗數據對彈力常數進行非線性修正，提高模型有效性。同時，構建綜合指標以評估系統性能，並運用基因演算法搜尋最佳參數組合。實驗結果顯示，運用輔助設計程式尋找橡皮筋的最佳掛置點，能抵銷高達99%連桿所需做功，展現極高應用潛力。未來將納入轉動慣量與摩擦力，進一步提升模型現實性，並推廣至其他四連桿機構設計，為機械系統節能提供全面解決方案。