第128期 2017年4月刊
 
 
 
發行人:林恭如所長  編輯委員:吳肇欣教授  主編:林筱文  發行日期:2017.04.30
 
 

本所林清富教授、黃升龍教授榮獲科技部105年度「傑出研究獎」,特此恭賀!

2017年本校敦聘本所劉致為教授為「美光科技講座」教授、孫啟光教授為「瑞軒科技講座」教授,特此恭賀!

本所4月份演講公告:

日期

講者簡介 講題 地點 時間

光電所專題演講

4/28 (Fri) 果尚志主任
國家同步輻射研究中心

Fiat Lux: Advances in Cutting-Edge Light Sources

博理館
101演講廳

16:30~18:00

 

 

 

 
 
3月份「光電所專題演講」花絮(花絮整理:姚力琪)
時間: 106年3月3日(星期五)下午4時30分
講者: 丁景隆執行副總經理(群創光電股份有限公司)
講題: 對台灣光電產業之觀察與省思
  丁景隆執行副總經理於3月3日(星期五)應本所彭隆瀚教授邀請蒞臨訪問,並於博理館101演講廳發表演說。丁執行副總經理本次演講題目為「對台灣光電產業之觀察與省思」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多。

 

 丁景隆執行副總經理(右)與本所副所長黃建璋教授(左)合影

 

時間: 106年3月10日(星期五)下午4時30分
講者: 葉文冠主任(國家奈米元件實驗室)
講題: New Paradigm of Nano Device - From More Moore to More than Moore
  葉文冠主任於3月10日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。葉主任本次演講題目為「New Paradigm of Nano Device - From More Moore to More than Moore」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多。

 

 葉文冠主任(右)與本所彭隆瀚教授(左)合影

 

時間: 106年3月24日(星期五)下午4時30分
講者: 蔡登法執行副總(環天世通科技股份有限公司)
講題: 在集團公司中開創新事業及改造困難事業的歷程
  蔡登法執行副總於3月24日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。蔡執行副總本次演講題目為「在集團公司中開創新事業及改造困難事業的歷程」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多。

 

 蔡登法執行副總(右)與本所彭隆瀚教授(左)合影

 

諾貝爾講座固態照明專題 【Nobel Laureate Lectures on Solid-State Lighting】

地點: 博理館101演講廳
場次1: 106年3月22日(星期三)下午2時20分至下午3時50分
講題: 50 Years of Nitride Optoelectronics
場次2: 106年3月23日(星期四)下午2時20分至下午3時50分
講題: Latest and Future Prospects of Nitride Optoelectronics
主講人: 中村修二教授(臺灣大學光電工程學研究所特聘研究講座教授)
  中村修二教授被譽為藍光LED之父,是2014年諾貝爾物理學獎桂冠得主。臺灣大學本著推廣科學教育與服務社會的精神,特邀現任職於美國加州大學聖塔芭芭拉校區的中村教授,同意於106年3月來台,就LEDs和Laser Diodes等題目開設諾貝爾講座專題,和光電所教授共同就相關主題授課。

 

 中村修二教授(中)與電機資訊學院院長陳銘憲教授(左)及本所所長林恭如教授(右)合影

 

 

 
 
 
     

~ 光電所參與歐盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 碩士雙學位計畫 系列報導 ~

【之四】

撰文:光電所碩士班學生陳廷豪

對於比利時這個國家,你必須記住最有名的4項產品,分別為巧克力、薯條、鬆餅和啤酒,每一項可都是世界知名!比利時巧克力世界各地都可以看到它的蹤跡,其中夾心巧克力更是發源於比利時。另外這裡要鄭重聲明薯條發源於比利時!薯條的發源地在以前是法國的領土,美國人在吃到此食物時驚為天人,並稱呼為French fries,然而今日此發源地為比利時領土,所以比利時人對於薯條叫French fries可是相當不以為然呢!比利時的鬆餅分成布魯塞爾鬆餅和列日鬆餅,兩種鬆餅差別在於一個為長方形而另一個為圓形,在首都布魯塞爾可以吃到便宜的1歐元鬆餅喔!比利時又號稱啤酒王國,啤酒種類有上百種,各種啤酒風味應有盡有,有些酒吧甚至提供一次試喝30種啤酒的服務,來到比利時一定要去酒吧嚐嚐!

比利時的物價非常高,外面的餐廳餐點價格基本上從新台幣500元起跳,想當然爾只能在學校餐廳用餐或是自己煮!學校餐廳一道餐包含兩道菜和一道主食(像是馬鈴薯泥+菜+雞肉塊)約新台幣150元,算是非常便宜的一餐了!學校宿舍每層樓都有公共廚房,要省錢的話,最好是自己煮,而且還可以在廚房趁機跟其他國際生聯絡感情。買食材最佳的地方是超市,比利時買食材通常在超市就可以解決,他們不像台灣會有菜市場,頂多就是在週末會有市集賣一些食材,因此超市也成為人們不可或缺的地方,而我平常最大的興趣就是逛超市,每週都有不同商品進行特價,我每週會去逛個三次以上,每當買滿滿的食物回去宿舍就會有一種幸福的感覺!

根特大學的宿舍將國際生集中在一起,因此可以認識來自世界各地的學生。廚房更是大家交流的最佳場所!我最常在廚房跟一位瑞典女生和韓國女生聊天,我們討論政治、文化、教育、習慣等,也讓我有機會一窺差異性和成因。我住的那層樓就在一個學期裡辦了兩次International dinner,每個人做自己家鄉的料理與大家一起分享,同時還必須介紹所煮的菜!而我則是拿出詢問度最高的炒飯來滿足大家的味蕾,幸好沒有丟台灣人的臉!

圖一、來比利時一定要去酒吧,此圖為根特最有名的拖鞋酒吧,點手上那大杯啤酒必須將拖鞋當作抵押品掛在牆上,避免客人將酒瓶偷走!

圖二、根特大學餐廳裡的食物,兩道菜配上一個主菜約新台幣150元。

圖三、在我宿舍那層樓的International dinner,大家拿出自己的家鄉菜與大家分享。

圖四、跟宿舍認識的瑞典女生在瑞典相見歡!

【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生吳鎮國

來到歐洲,除了學業上的挑戰,日常的柴米油鹽瑣碎小事也是不小的麻煩。從小我們就被便利的台灣生活以及家人的保護傘慣壞了,隻身來到歐洲,一切習慣都要改變。歐洲的生活並沒有那麼便利,例如:超級市場到8點就會全部關閉、巨額的交通費(例如搭一趟公車約3歐元)、時常罷工的鐵路及公車、和台灣不太一樣的天氣型態。這樣讓我養成對自己更負責任的態度,因為只要事前功課沒做好,你可能浪費了時間、金錢,或者在飢腸轆轆的晚上得面對煮失敗的晚餐。

大家都知道在歐洲外食所費不貲,一份吃得飽且‟便宜的”土耳其沙威瑪(Kebab)也要4~5歐元,一份亞洲餐點通常要價8~13歐元,雖然學校有相對便宜的學生餐廳(2.5~5歐元),但份量對男生來說稍嫌不夠。幸運的是,超市的原物料價格並不貴,有些東西甚至比台灣便宜,肉品等較高額的物品甚至可以去土耳其人開的超市撿便宜。因此,我都會自己下廚準備三餐,一餐平均大約1~2歐元可以搞定,有菜有肉,也多學了份技能。一年不能回家,有些人會想吃家鄉味來解鄉愁,好在歐洲各地都有專賣亞洲調味料的亞洲超市,把調味料買齊了就可以變化出許多媽媽的拿手菜,無論是紅燒牛肉麵、滷味、川菜、火鍋等,只要查好食譜做好功課,都不是問題。

(a)

(b)

(c)

圖一、(a) 自煮料理 (b) Kebab,也就是沙威瑪 (c) 學生餐廳的簡餐

地理位置上比利時的緯度比台灣高出許多,但冬天多屬乾冷且比利時接近海洋,天氣其實沒有想像中的難受。氣溫最低到零度以下一些,只會下一點小雪或者下霰,在2014年末及2015年初的冬天,台灣北投等山區的雪甚至比比利時還要大。室內都有非常暖和的暖氣,因此只要穿件很厚的外套內搭簡便的衣服出門,到室內脫下外套不會冷即可。其他季節大部分的時間都很涼爽,只有7月會比較熱。

圖二、下著霰的比利時火車站

初來乍到,最頭痛的就是住宿問題,好在學長姐們有留下一些住房網站的資料,可以事先搜尋,不過有些網站需要付費才能獲得房東的聯絡資料,我在出發前就先花了600元台幣註冊了其中一個租房網。根特是大學城且有非常大量的國際學生和交換生,很多房東都很願意租屋給學生(印象中租給學生有稅務上的優惠),房屋租金一個月從200~500歐元的範圍內都有,依照合約不同,有些水電是額外計價,有些是水電氣全部包。雖然使用英文跟根特人溝通談條件都不會有問題,但比較麻煩的是合約都是用荷蘭文寫,所以最好請房東或者認識熱心的比利時人可以幫忙翻譯並仔細看妥合約內容。我租的房子是雅房,兩人共用一間衛浴,有公用空間還有個小花園,生活環境很不錯,房東的兒子也住這裡,且剛好跟我一樣是碩二生,有共同的話題,我也因此認識了房東一家,很開心能和他們成了好朋友。

根特市不大,租一輛腳踏車(一年60歐)便可以到處趴趴走,且買公車聯票最便宜一趟也要1.4歐,租輛腳踏車非常划算,還可以兼運動。除了城內生活,旅遊也是在歐洲生活很重要的一部份。比利時有針對青年(26歲以下)推出優惠火車票,比利時境內任一點一趟只要5.1歐,非常划算。而到其他國家旅遊也都有很多優惠的客運以及飛機票(例如廉價航空常有布魯塞爾飛柏林或丹麥來回只要10~20歐的優惠),只要做點功課,就可以省下不少金錢。

圖三、學校公益組織提供租用的腳踏車

【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生陳世昌

根特的物價水準相對於其他城市仍稍微高一些,這一年內除了出遊外,每一餐大多都像各國的交換學生們一樣倚賴自煮,其實連當地學生也都大多自行開伙。根特當地的生鮮超市密度還算高,在裡面各種常見的青菜、肉類都可以找得到,我自己經常會在前一天晚上就把隔天中午的便當準備好,一個星期的伙食費大約20~30歐元,主食以米飯為主(感謝華人的優良發明—電鍋)、義大利麵為輔。此外,超市經常會有family package的肉品促銷活動,常常可見12隻大雞腿特價6~7歐元,搶便宜的後果就是經常吃雞腿吃到怕…。偶爾課業較繁忙時,也會去學校的學生餐廳用餐,套餐為一青菜一主菜一主食,校內人士一餐約4歐元,校外人士則為10歐元,藉此來保障學生們用餐的權益;校內餐廳的青菜烹調方式很簡單,除了生菜外,就是大雜燴式的燙青菜後再灑上一點鹽巴,所以剛到根特時總是不太習慣青菜煮到軟爛的口感;主菜的部分每餐的選擇都很多,有比利時的經典國民菜啤酒燉牛肉、燉雞肉、夏威夷雞排等,有時還會推出兔肉料理,據說口感跟雞肉相似,只是更為嫩一些;主食的部分有提供米飯、馬鈴薯泥、馬鈴薯球、炸馬鈴薯泥以及薯條,礙於不習慣粒粒分明的米飯口感,我大多選擇馬鈴薯球和炸馬鈴薯泥為主食。此外,在中午時刻的學生餐廳也可以購買比利時經典午餐—三明治,類型與subway相似,價位大約3歐元,是上課趕場時的最佳選擇。

在穿著的部分,根特氣溫比台灣低不少,所以我的厚羽絨外套大概從剛下飛機時的九月一路陪我到隔年三、四月,在寒冷的漫漫冬季也經常使用洋蔥式穿衣方法,在最裡面會多搭一件Uniqlo發熱衣(真的很有效果),當然上下學途中毛帽、手套及圍巾是少不了的。此外根特冬季經常有綿綿細雨,因此強烈建議購買一件可以防風及輕微防水的外套來使用;若想在當地購買衣物,則推薦在聖誕節前夕的法定打折季好好下手,因為所有商店只能在打折季期間推出打折方案,在其他時間進行打折促銷是犯法的。另外,由於若要在自家處設立洗衣機,其管線要額外裝設,因此在根特可以看到不少洗衣店林立,使用一次洗衣機的費用大約為4歐元,烘衣服則大約要1.5歐元,為了節省支出,大多時候我都會手洗自己的衣物,在這個時候才會真正體會到台灣是多麼便利。

在住宿的部分,我與另一位EMSP的同學一同住在校外的獨棟房屋內,其中一樓為車庫、廚房以及客廳,二、三樓共有四間雅房,每一層樓共享一間分離式衛浴,費用為每個月365歐元(水電等費用全包)。我的其他兩位室友們都是比利時人,偶爾在週末的用餐時間會在廚房相遇順便交談一下,也會在室友的慶生會上小酌啤酒一同慶祝。因為跟比利時學生同住,可以輕易地觀察到彼此飲食或其他文化上的差異,最讓我感到驚訝的是他們烹煮米飯的方式,由於喜愛粒粒分明的口感,他們在電火爐上用滾水將米飯煮熟後,會接著拿到水龍頭下沖冷水再瀝乾食用,而在某一次我煮蛋炒飯時剛好被比利時室友撞見,他也很驚訝原來米飯還可以這樣料理,我想這也算是一種小小的文化交流吧!

在根特求學的這一年內,交通方式仍倚賴騎腳踏車為主,UGent學生可以向根特市租借腳踏車,費用大約一年60歐元左右,平日上下學途中順便騎騎腳踏車運動一下也是頗健康的,尤其是在冬季下雨刮風的日子更是過癮啊…。當然,如果想偷懶,也可以搭乘路面有軌電車(tram),費用大約一次3歐元,也可以購買10次票,一次只要1.4歐元,我個人是比較少搭乘,畢竟自由度和便利性沒有腳踏車高。此外,根特大學為了提倡環保及騎單車的風氣,其教職員工可以每日上網登記自己在上下學途中所騎的腳踏車里程數,最後可以依照特定比例折現,所以其實還蠻多教職員們都倚賴腳踏車為上下班交通工具,邊運動又邊賺錢何樂不為呢?可惜的是目前此一優惠對象只針對教職員工,EMSP的碩士班學生並不適用。

【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生王怡文

來到一個陌生的環境,有許多事情都要從頭開始適應,而對怕冷的我來說,第一個大魔王就是氣候。九月多剛到根特的時候,還是天氣怡人的秋天,不過從十月底、十一月初開始,天氣便慢慢轉冷了。在台灣,十度以下只有超級寒流來襲時才會出現,但在根特,從十二月開始一直到來年的一、二月,十度以下都是家常便飯。天冷、再加上冬天的夜長晝短,讓我那一陣子的心情都有一點悶悶不樂、多愁善感。不過好在冬天也有它美麗的地方,也可以趁著聖誕假期四處走走,所以整體而言也算是個不錯的經驗。

在飲食方面當然也需要適應。若是外食又不想要花太多錢,最經濟實惠的選擇就是學生餐廳(要有學生證)和各種輕食,像是種類繁多的三明治、義大利麵、沙威瑪、比薩等等,大約只要花2~10歐元就可以打發一餐。不過若是在一般餐廳裡用餐,一份餐點的價格自然比較高,再加上歐洲的用餐習慣是點正餐前先點杯飲料或酒,一餐下來,十幾歐元已經算是很便宜的價位了,因此只能偶爾為之。雖然可以用合理的價格吃學餐和輕食,不過想想在台灣的時候也是一個禮拜吃個一、兩次西式的食物,倘若餐餐都這樣吃還真是讓人感到不習慣,因此大部分的時間我都是自己在家煮,既省錢又可以吃到自己喜歡的東西。對我而言,懷念家鄉味就是一個讓自己下廚的最大動力,只要是想吃的東西我就會想辦法煮出來,若是能有個三分樣就可以讓我吃得很滿足。既然要自己下廚,去超市採買也是一個重點。逛超市是一件有趣的事情,例如有時可以看到一些沒見過的食材、不同超市每個禮拜都會有不同的特價、加入會員可以享有折扣、遇到重要節日時也會主打各種應景商品等等,至少在這段時間裡可以拋開課業,也算是調劑身心的一種方式。

至於在根特的移動方式,可以選擇搭公車(bus)、路面電車(tram)、騎腳踏車或是走路。騎腳踏車是許多人的選擇,行動方便、機動性又強,不過根特有些地方的路面是由磚頭鋪成的,因此高高低低的比較崎嶇一些,這是騎腳踏車需要注意和習慣的部分。而不想要騎車的我,主要就是靠著兩條腿到處趴趴走,雖然花的時間可能會稍微長一點,不過我就順勢當成是每日運動了。而距離稍微長一點的地方當然就需要搭公車或是路面電車,單趟的車錢最貴可以到3.4歐元,最便宜的是十次票14歐元,所以搭車前也需要好好考慮一下。雖然跟台北的公車捷運系統比起來沒有那麼便利,但也還算是方便了。

在根特也有許多大大小小的公園和綠地,河岸的風景也很美,有時候想要出門散散心、或是跑步運動等等,都可以到這些地方轉轉,我想這也可以讓我們稍微轉換一下心情,吹吹風醒醒腦,讓我們在面對課業研究的時候有更清晰的思維和更高的效率。【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生許晏翔

因為一些作業流程的問題,導致我們無法在開學前申請宿舍,因此必須自己找校外的管道租屋。如果已經拿到根特大學入學許可(電子檔或實體皆可),建議附加在寄給房東的email中,有個簡單的身分證明,房東的回覆機率會高很多。因為根特位於荷語區,所以租房契約通常是以荷蘭文撰寫,強烈建議用google翻譯翻成英文後仔細閱讀,如果有看不懂或是模稜兩可的語句,務必馬上連絡房東問清楚。其中最需要注意的重點就是水、電、網路費是否包含在每個月的租金裡,以及是否需要自行購買垃圾分類的專用塑膠袋。比利時的垃圾分類方式和臺灣不同又相當複雜,管理單位甚至會請私人公司打開垃圾袋隨機抽查,不小心丟錯會先被警告後罰錢,不可不慎。可回收資源裡,啤酒瓶的情況比較特殊:購買啤酒時,每罐330mL的啤酒會額外收取0.1歐元的押金,待喝完啤酒後,可以把空瓶拿回超市(不一定要原購買超市)結帳櫃檯直接折抵消費,或是找超市內回收空瓶的機器兌換折價券。

跟大多數歐洲國家一樣,比利時的物價普遍偏高,若是餐餐外食,荷包肯定吃不消。所以對留學生來說,以下兩種食物來源較為經濟:學生餐廳和自炊。一旦辦好註冊手續取得學生證,就可以在學生餐廳以相對低廉的價格享用歐式簡餐,通常包含蛋白質(燉煮、烤、炸肉、魚類等)、纖維素(燉煮蔬菜)和澱粉(炸薯條、煮馬鈴薯、米飯等)的一餐不到4歐元,而這個價位在校外餐廳還不夠買一碗湯。學生餐廳固然便宜又快速,但是變化少、容易膩,而且有時做實驗或晚下課耽誤到用餐時間,飢腸轆轆來到學生餐廳只剩下冷盤三明治,故並非長久之計。因此,我比較推薦自己煮。比利時物價雖高,但超市食材的價位就合理很多,打折時相同品項甚至比在台灣賣的還便宜。雖然多花了一點採買和洗碗盤的時間,但好不容易出國留學,豈能錯過鍛鍊廚藝的好機會?每學期國際學生交流社團和宿舍舉辦的international dinner(每個人自備一道菜的walking buffet形式),正是大展身手的時刻。品嘗用外國食材做出的家鄉料理,文化交流的效果絕對比學術研討會來得更好。

比利時屬溫帶海洋氣候,一年之中有200天下雨,出門最好隨身攜帶雨具。春夏之際經常下冰雹,日夜溫差大,推薦洋蔥式穿法。如果習慣騎腳踏車,也可以在一般日用品店購買全身式的雨衣。根特市政府提供學生以便宜的價格租腳踏車,一年租金60歐元、押金60歐元,押金視還車時的車況部分退還(我因為沒有保養,60歐元沒拿回一毛)。學期開始前市中心廣場上會舉辦二手腳踏車市集,但大多數品項物不美價不廉,且無論新舊,腳踏車及其相關商品的售價大約比台灣貴兩到三倍,所以在根特買腳踏車非常不划算,橫豎只用一年,不如租車省事又省錢。如果騎不習慣根特市中心的磚鋪路面,巴士和輕軌電車是方便舒適的選擇,建議到火車站或是公車總站購買14歐元的十次票最為經濟。【精彩內容,下期待續~】

 

 

 

 
     
 
 

李翔傑助理教授於2004年及2006年取得臺灣大學土木工程學系學士學位和光電工程學研究所碩士學位,畢業後前往美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)攻讀電機與資訊工程學博士學位。在攻讀博士學位期間,主要探討光電技術在生物醫學領域的應用。其研究成果包含利用光學同調斷層顯微術(Optical Coherence Microscopy),與哈佛醫學院(Harvard Medical School)和貝斯以色列狄更尼斯醫學中心(Beth Israel Deaconess Medical Center)病理實驗室合作進行高速且即時的病理組織光學影像研究。此外,亦利用內視鏡式光學同調斷層掃描術(Endoscopic Optical Coherence Tomography)與哈佛醫學院和波士頓榮民醫療體系(Veterans Affairs Boston Healthcare System)先進內視鏡影像中心合作,進行人體消化道疾病早期診斷以及內視鏡治療後的預後評估之整合性研究。

李翔傑助理教授於2017年2月取得博士學位後返台加入臺灣大學光電工程學研究所,其研究領域包含:(1) 結合光學同調斷層掃描術以及光學同調斷層血管攝影術於癌前病變的早前診斷、(2) 微小型光學成像系統的研究與開發,以及 (3) 非侵入式光學成像技術。

在教學研究之餘,外出旅行攝影和看電影等都是李教授喜歡的休閒方式。

由於未來在職場上的工作絕對不只是單一面向,李教授想勉勵光電所的學生在就學期間,除了積極充實自己研究領域的相關知識以外,也可以積極涉獵其他不同領域的知識,增加自己能力的深度以及廣度。在學期間修課的成績不是絕對,重要的是是否在就學期間有所收穫,因此能在日後跨入產業界之後,能找到自己的定位,並做出貢獻。


 
 
 

High-Mobility Graphene Field Effect Transistors on Bare SiO2 Substrates

Professor Chih-I Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 吳志毅教授

Here we use the chemical vapor deposition (CVD)-grown graphene on Cu foil and then transfer it via the polymer-free method to the SiO2 substrate like Fig.1.

The Dirac point of the large size GFET has a significant shift at about 82V (see figure 2a). Carrier mobility was extracted as shown in figure 2 and the electron and hole mobility are 1400 cm-2V-1s-1 and 250 cm-2V-1s-1, respectively. The hole mobility is close to the CVD graphene transferring on SiO2 substrates at 1.6K. This result implies that the large size GFET has too many defect and carbon cluster (see figure 1) at the channel, which will affect the electronic properties significantly.

Dirac point is around 28V and the shape of this curve is more symmetry than that shown in figure 2a. The carrier mobility of electron and hole is 5578cm-2V-1s-1 and 7734cm-2V-1s-1, respectively, and the mobility is much higher than the large size GFET. Fig.2b shows us that the small size GFET exhibits the Dirac point closer to the 0 point, because the defects or domain boundary will adsorb some particle on it such as H2O molecular to cause the p-type doping. The p-type doping will also affect the carrier mobility and affect the electron mobility especially.

In this study, we have demonstrated a new transfer technique for transferring graphene to prevent the PMMA residuals on the graphene surface. The Dirac point of small size GFET is at about 28V which shows the graphene intrinsic electronic properties. And the carrier mobility of small GFET are 5578cm-2V-1s-1 and 7734cm-2V-1s-1, respectively and this value is much higher than the data reported in the previous researches on bare SiO2 Substrates.

FIGURE 1. The OM image of CVD graphene transferred on a SiO2 substrate by polymer-free method.

FIGURE 2a & 2b. The Vg versus σ of large and small size graphene FET, and the Dirac point is shift to 79V and 28V respectively.

 

     
 
 
論文題目:錐形光纖探針檢測器於酒類與細菌檢測之發展與應用

姓名:戴義欣   指導教授:黃定洧教授、魏培坤教授

 

摘要

本論文利用蝕刻錐形光纖探針做為檢測的主軸,根據Snell折射定律,此錐形光纖在液體環境下,入射光於錐形光纖針尖內會形成全反射,形成相當程度的近場光源,在液體折射率由低變高時針尖的近場光會耦合至遠場,造成遠場繞射的光強度與光場分佈變化,此遠場訊號配合適當的收光面積,可以非常靈敏、即時量測到微量液體的折射率變化,在論文中第一部份為利用此錐形光纖的近場光學特性,檢測假酒中甲醇及水的含量。另外此針尖的近場光也會因微小透明顆粒的靠近,耦合至遠場,造成收光強度明顯的增強,在論文中第二與第三部份,由此技術結合介電泳力應用於偵測水中大腸桿菌含量,並利用離焦技術及特異性抗體修飾,提升大腸桿菌檢測靈敏度及專一性檢測能力。

圖一、(a) 光纖量測假酒架設,(b) 光纖尖端SEM影像,(c) 40%乙醇摻雜甲醇實驗

圖二、(a) 結合介電泳力之光纖量測架設,及大腸桿菌吸引和排斥影像,(b) 大腸桿菌濃度檢測實驗

 

 
 
 

— 資料提供:影像顯示科技知識平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃巖教授、王子聖 —

高效全像影像

坎培拉澳大利亞國立大學、中國南京大學及美國橡樹嶺國家實驗室的合作團隊,成功地將由奈米柱陣列組成的介電質超穎介面(metasurface)製造出高效、微形透明全像圖。

近年來,超穎介面即一種由改變入射光之相位、振幅及偏振的共振次波長尺寸元件陣列所組成的超薄圖案化基板,已成為一個研究熱門主題。一些研究小組現在正在設計,透過共振散射操作的全介電質版之超穎介面,用於實現各種平面光學元件如波片、Q板及透鏡等。

到目前為止,許多超穎介面的設計及功能主要基於電漿子平面結構。然而,大多數超穎介面都會因為其金屬成分的損耗而造成透射效率偏低。相比之下。全介電共振的奈米光子學結構避免了吸收損耗,並且可以顯著地提高整體效率,尤其是在傳輸方面。

Lei Wang及其同事表示,現在已經可以利用介電奈米結構的米式共振(Mie resonance),設計和製造出灰階的「後設全像圖」(metaholograms),並且可以操作在具有高透射及繞射效率的近紅外光頻段(如圖1所示的袋鼠圖為例)。

圖1、波長1600 nm之 (a) 理論及 (b) 實驗結果的全像圖 。

論文作者提到,他們在實驗上實現了具有優良透射性能的灰階後設全像圖。他們採用了基於廣義惠更斯原理(Huygens’ principle)的多共振響應概念,此概念提供了一個清楚的程序,來抑制多個波長的後向散射,並允許前向光以幾乎無反射的形式傳播。他們設計了由矽奈米柱子的繞射晶格所組成的不同類型的全像圖,奈米柱具有與尺寸相關相位延遲的特性,這樣的特性可以讓他們在整個全像圖上實現2π的相位變化及在操作光譜頻寬上得到超過2π的變化。基於這個原理,他們製造了不同的後設全像圖,並以實驗證明了在1600 nm的波長下,可以實現超過99%的繞射及超過90%的透射效率,圖2表示了透射和繞射效率的實驗及數值光譜。這是迄今為止對後設全像圖而言,在一個寬的光譜範圍內再現灰階影像的最高效率。在這種情況下,繞射效率被定義為全像影像的功率相對於由後設全像圖傳輸的總功率。

圖2、兩個全像圖的 (a) 透射及 (b) 繞射效率(曲線表示理論上的數據,圓點則是實驗數據)。插圖表示不同波長下的全像影像。

研究團隊的後設全像圖由一個具有相同高度(865 nm)但變化半徑在(79–212 nm)的矽奈米柱密集陣列組成,其以750 nm的週期佈置在正方形晶格中,並且具有0.75 mm的總長度。當照射時,後設全像圖會在10 mm的距離處產生尺寸為5 mm的影像。

他們透過低壓化學氣相沉積法,在二氧化矽晶片上沉積多晶矽以製造後設全像圖,然後使用電子束微影製程及折射離子蝕刻,建立所要的奈米柱圖案,每個奈米柱都當於全像影像中的一個具有尺寸相依相位延遲特性的像素。圖3為所製造出的其中一個後設全像圖的電子顯微鏡影像及其可見的暗視場光學顯微鏡影像,此影像類似於設計好的相位光罩的一個佈局,因為不同尺寸的奈米柱會散射不同的可見波長。

圖3、(a) 後設全像圖的SEM影像;(b) 全像超穎介面的可見光暗視場顯微鏡影像。

研究團隊表示設計的後設全像圖具有375 nm的操作光譜頻寬,他們提出來的設計方法可以擴展到可見光譜區,並且可能與諸如Ge、GaAs或金剛石這類的高折射率材料兼容。

 

參考資料:

1. Oliver Graydon, Metasurfaces: Efficient holograms, Nature Photonics 11, 76 (2017)

doi: 10.1038/nphoton.2017.7

http://www.nature.com/nphoton/journal/v11/n2/full/nphoton.2017.7.html
2. Lei Wang, et al., Grayscale transparent metasurface holograms, Optica 3, 1504–1505; 2016.

https://doi.org/10.1364/OPTICA.3.001504

   
 
 
 
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