第四十一期 2009年4月刊
 
 
 
发行人:黄升龙所长  编辑委员:蔡睿哲教授  主编:林筱文  发行日期:2009.04.07
 
 

本所4月份演讲公告:

 

日期

讲者简介 讲题 地点 时间

光电论坛

4/10 (Fri)

黄伟明

友达光电AC Technology Div. Director

TFT-LCD产业及技术概述 博理馆101演讲厅 14:30~16:30
4/24 (Fri)

Dr. Kui Yu

Steacie Institute for Molecular Sciences (SIMS), National Research Council, Canada

Tuning the Formation of Magic-Sized Quantum Dots and Regular Quantum Dots Aiming at Bio-Related Applications 博理馆101演讲厅 14:30~16:30

 

 
 
3月份「光电论坛」演讲花絮
时间: 2009年3月3日(星期二)下午1点30分
讲者: 陈阳闿博士(Bell Lab., Alcatel-Lucent Technology, U.S.A.)
讲题: High speed electronics and optoelectronics for optic fiber communications
 

陈阳闿博士于2009年3月3日(星期二)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说,讲题为「High speed electronics and optoelectronics for optic fiber communications」,本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,获益良多。

陈阳闿博士(中)与本所黄升龙所长(左)及电子所吕学士所长(右)合影。

 

 
 

~ 与韩国首尔国立大学(Seoul National University)博士生交流活动 2008  系列报导 ~

The 3rd National Taiwan University-Seoul National University Student Workshop 2008

on Photonic Materials and Devices

(时间:2008年12月14日至12月19日;地点:韩国首尔国立大学

之五

撰文:光电所博士班学生王菘豊

Korea Advanced Nano Fab Center (KANC)

KANC是韩国国家奈米科技制造研究的中心,其任务是发展奈米制造技术给民间企业、研究单位或者是大学来运用。KANC主要专注于化合物半导体材料与奈米组件之研发。它是一个国家级的制程实验室,距离首尔市车程约1个小时,主建筑落成于2006年4月,拥有面积极大的无尘室,总面积达3500平分公尺,可供学术单位借用无尘室内的仪器或者提供民间企业设备租用的服务。

KANC位于一个看起来很空旷的区域,那个区域感觉有点像我们的新竹科学园区,但是我们竹科的建筑要多得多。

2006年才启用的KANC,一进门就可以感觉到它的专业与新颖。我们先在高级的简报室先听了一个很短的KANC简介,接着就在一位接待员工的带领下前去参观KANC的无尘室。由于无尘室的洁净等级很高(据说黄光室内是class 1),我们只能在特别为参观者所做的走道间参观。

KANC的无尘室,非常非常地大,地板挑高,不是我们这边无尘室常见的硅胶地板,咱们的无尘室的等级完全不能相比。无尘室内部放满了各种可处理4~6吋晶圆的高级机台,包括数台电子束微影系统、KrF Stepper(分辨率可达0.25 mm以下)、FIB系统、自动的光罩对准机(Mask Aligner)、自动显影系统三台(可保证显影的不均匀度小于3%)。Lift-off制程有一台专门的大机器,其它包括干式与湿式蚀刻机台、金属沉积机台、高温热退火炉,应有尽有。薄膜成长的部份,也有数台高级的MOCVD、MBE,量测部份则齐集了各种材料分析机台,可说是把咱们这边的数个贵仪中心合而为一统统放在同一个地方,而且都用非常先进的机台。东西太多又太令人震撼,无法一一详列介绍,但总结而言,KANC的无尘室里,从微影、沉积、蚀刻、薄膜磊晶、后端量测,你能想到的仪器它都有,你没想到它会有仪器的它也有。他们的金属沉积机台可以一次镀50片晶圆而且均匀度极佳,在这个实验室做实验的学生或研究人员,可说是太幸福了。可见韩国政府全力推展科技的决心!

KANC

Advanced Institutes of Convergence Technology (AICT)

AICT 在KANC的隔壁栋大楼,有鉴于跨领域的合作将成为未来的重要趋势,AICT是一个提供整合不同领域研究的单位,提供不同领域研究者跨领域研究的机会以互相激荡产生新的创意。AICT共有9个研究单位整合IT、BT与NT等产业。

AICT会选择适当的计划支持以鼓励前端的跨领域合作,在观看完介绍影片后,我们上楼参观了AICT的商学院的教室与办公室、讨论室,设备都非常新颖舒适,不过相较起来,还是KANC的无尘室规模较令人震撼。

Inter-university Semiconductor Research Center (ISRC)

参访行程的最后我们来到了ISRC,这是一个位在首尔大学内的半导体研究中心,无尘室面积仍然很大,地板也跟KANC一样挑高,它的无尘室分二个部份,一部份是学生无尘室,供学生学习训练之用,另一部份看似跟KANC一样管制较严格。在学生无尘室内,凌乱的程度与旧无尘差不多,地面上与抽风柜充满了不小心倒出来的液体的污渍,不过我们穿着半套的无尘衣进去逛了一会就被里面的学生请出来了。

接下来我们参观了Prof. Yoon的MOCVD与CVD系统,整体而言,ISRC与我们台大内部的实验室的规格是较相当的,不过台大内的无尘室会分好几个小房间来放置仪器,而ISRC则是一个较大的无尘室放置各种必需的仪器,若要使用多种机台的使用者,较大的无尘室是比较方便。不过台大的制程设备分散各地也有好处,那就是你不用一天到晚穿着无尘衣在一个房间内待上一整天。可以借着进进出出的机会出来呼吸新鲜空气。

ISRC

参访完以上三个韩国的半导体与整合研究中心,最感到震撼的还是KANC的国家型实验室,在台湾没有这样一个设备先进可提供研究机构最先进半导体制程资源的地方可供我们做实验,因此实验组件的质量永远无法有效地提升,这在某种程度上是会降低了研究成果的质量,即使有好的概念,或许也会因为制作环境的不良而无法制出或者无法达到最佳的状态,因此,韩国的半导体研究人员们,应该是比在台湾的幸福吧。

 

之六

撰文:光电所博士班学生赖建智

第三届台湾大学-首尔大学光电材料与组件研究生交流学术研讨会谨于2008年12月15日上午于韩国首尔大学举行,并于隔日12月16日下午圆满结束。此活动始于前年的首尔大学举办,基于与会的双方对于前两次的活动都有极高的评价,因此今年在所长黄升龙教授的带领下继续举办第三届研究生学术研讨会活动。此学术研讨会有别于一般的国际研讨会,是以双方的研究生为主,所有行前相关的事务,包含会议举行方式、会议议程乃至于会议主持人等,均为双方各派学生代表相互协调筹划完成。此外在行前的工作分配上,也都让每位学生主动参与研讨会相关的事务,大家尽心尽力地准备好各自负责的项目,能够参加此次的研讨会是一个很宝贵的经验。除了两天学术研讨会之外,尚有其它交流活动,包含校园及国家级大型实验室参访、文化导览、双方师生聚餐等,这些交流活动让我体认到同为亚洲国家之第一学府学生的特质与差异,更进而相互了解各自的文化、学校、国家及研究成果在他人眼中所扮演的角色与定位。

首先前两天是双边学校的研究生交流活动,每位学生报告均为二十五分钟,主要介绍其实验室所包含的研究领域以及个人的研究主题,并于第二天闭幕时相互选出最佳论文奖予以鼓励。在这一次长时间的英文报告中,对我及其它学生而言都是第一次尝试,除了事前需认真严谨准备自己的报告内容并演练外,与会时亦需仔细聆听每一场报告并提问,使得两天台上台下的交流互动相当频繁,即使领域较不相同的我也能从中获得不少新知与灵感。另一特别感想是首两天的交流中,首尔大学也派了几位硕士班学生上台英文报告,相较之下英文似乎较台大的硕士班学生来得好,或许明年在台湾举办的交流活动,亦可让硕士班学生来作英文报告,增加其国际交流的经验。

在研讨会及文化导览后,隔天是参访国家级大型实验室活动,其中一地点为首尔大学材料馆内的实验室Inter-university Semiconductor Research Center (ISRC)。ISRC是个经过整合规划的大型无尘室,创立于1985年6月,主要研究包含VLSI、MEMS、display组件设计及以Ⅲ-Ⅴ和Si为主之研究,主要研究经费分别来自学校、政府及业界。此中心设有以学生为专职管理人员,于2007年包含40位博士班学生及60位硕士班学生。实验室内包含了公用及各自实验室私人的机台仪器,另在各实验室门口贴有各机台的super user名单以及实验室内仪器设备摆放的相关位置图;而在空间规划上,入口处设有更换无尘衣的地方及个人的置物柜,此外所有的气体管线线路均安装在地面之下,且设有方便开关控制的窗口,此设计使得大家对实验室管线盘据的想法完全改观。若将此中心和台大实验室情况作一比较,可发现ISRC其仪器设备较为集中且整合各系所的实验资源,从磊晶、制程到封装的设备都相当齐全,如此一来在制度及管理上也较能落实。而台大的实验室或研究中心,其设备是针对该实验室之研究方向而购置,虽然每个实验室能够独立作研究,但比较起来较缺乏垂直整合。且由于仪器设备各属于不同实验室,在使用上也有相当多的限制。此次实验室参访实让我体验到韩国的研究环境及研究精神与台湾的差异处。

最后感谢电资学院与光电所的支持,促使这项宝贵的交流活动能顺利举办,也感谢台大与首尔双边大力推动此活动的教授以及工作人员,特别是行前花费许多心力协调确认研讨会议程的学生队长(柯闵咏学长 )与处理各项代办事务的所办筱文小姐。

 

 
 

~ 诺贝尔化学奖得主.李远哲院士(前中央研究院院长)专访 ~ 【三之二】

 

(2008年9月11日摄于中央研究院原子与分子科学研究所)

 

★    紧接着,我们想请李院士以自身的经验与同学们分享如何充实研究生生活,应往多元化亦或是专一化发展呢?

 

问:来之前我们看了很多关于院长的访问,有提到说您的父亲最早是寄望您走医学,当个医生;甚至是您到大学时,有经过转系,那时候,其实我还蛮喜欢这个段落的,就是晚上走过系馆,看见化学系灯全部一片亮的,是全校最热心从事研究工作的系。当下可以在那样的夜色里做出转入化学系这样的决定,我是觉得还蛮有感触的,其实这就是一连串专心致志的过程。还有您之前在研究所的时候各种专长的培养,然后一直到现在,您也从事网球等运动,这就是一个比较多元化的发展。想请教您说,这种决心和专一是要怎样跟多元化平行而来 ?

 

答:很有趣的是,我打网球,但是呢,我棒球打得也不错;我打少棒打二垒手,曾经参加全县(新竹县)少年棒球比赛冠军,也参加全省第一届少年棒球比赛。我也打少年乒乓比赛,我们代表新竹县也得过全省冠军,所以有时候在研究所里面,学生跟我打乒乓球,我的研究团队里面没有人能够打得过我。我到外面打棒球打得很好,他们就一直奇怪说:「李教授,你每天在专心做学问,但是你好像每个球类都花了不少心血,你哪里找那么多的时间?」其实学习本身是有阶段性的,我小学五年级的时候就打少棒,打到六年级开始打少年乒乓球,后来到初中,我在新竹中学的时候,班际比赛,棒球跟乒乓球都打,但是我也开始打网球,也打得不错,高一时便成为学校软网队的一员,后来到美国之后,开始每周打一次排球,打得还不错。所以每个阶段,其实为了身体的健康,每个礼拜都花点时间运动,就看那时的环境与兴趣。后来回加州后打慢速垒球,打了一段很长的时间,回来的时候再开始打硬式网球。所以多元化,就是为了身体的健康,我是年轻的时候开始,棒球、乒乓球、网球,每一样都打,都认真花了不少心血来打好基础,所以就学了很多,但是每个阶段花的时间并不是那么多。其实学问也是很相似的,你学物理,基础的物理到复杂的体系,到学化学,这是每天在扩展的事,但是基础的东西不会忘记,也不应该丢弃掉。

 

我小时候因为在变荡的日子里长大,二次大战结束之后,台湾就回归祖国”;那时候看到世界的急速转变,日本人走了,后来也看到大陆的社会主义革命带来的影响,看到以色列建国之后造成的巴勒斯坦难民的问题,所以我小学四、五年级的时候,常常对世界的变化非常地敏感,常常问为什么?这些有基本的道理吗?常常在探索这些事。到了小学五年级的时候,看了一本杂志叫开明少年”,看到苏联社会主义革命带来对一位农奴的改变,我常常跟我妈妈说是我们现在的社会不理想,但是经过大家的努力,是可以改变过来的。到了高中的时候,我说我学科学是要了解客观物质运动的规律,这些客观物质如果没有运动的规律的话,我们还学什么?每天都变新,一个分子今天这样、明天这样,没有规律,那我们还能够研究吗?所以我说我们学科学是要掌握物质运动的规律。那我当然也想到说,那我们的社会呢?一万年前农业发生的时候,是世界各地发生的吗?奴隶社会为什么会消失?为什么农业开始跟母系社会有关系?这些客观世界运动的规律,跟人类社会的发展有关系吗?所以那时候马克斯跟恩格斯的思想,特别是恩格斯的自然辩证法,引起我很大的兴趣,马克斯讲的生产力与生产关系对整个社会进步的关系,他的描述,我是很感兴趣的。但是那个时候是反共的时候,如果有人知道我念马克思的书,或是恩格斯的书,我可能早就不在这里了,早就被枪毙了。所以我说一个人的多元化常来自不同的关怀面,因为我关心我们居住的社会、生活的环境,我身为一个科学家,想了解客观世界的改变,所以这些关怀面一直陪伴着我长大,所以不是说刻意地要把它弄宽广,或者是怎么样。

 

所以很有趣啊,1986年我得诺贝尔奖之后,加州大学因为亚洲人的一些问题,特别是学校在招生方面对亚洲人有些不公平的措施,引起很多的反弹,校长要我当亚洲事务委员会的co-chairman,我当了召集人之后,常谈到社会上的很多问题,很多华人教授看到我就说”very surprised”,很惊讶我在实验室里面花这么多时间,为什么对社会,或是对很多事情了解这么深?他们当然不晓得就是,我成长的过程中,一直在关怀社会上的很多事,不是说突然从实验室里跳出来,我才开始关心这些事,不是这样子的。(那院长应该会想要勉励现在的同学,事实上不需要刻意地去寻找所谓的多元,而是你去找出你在生活中想要关怀的东西,然后持续地去关注它?)是,身为社会的一份子,身为一个公民,当然,这是我们的社会,我们是当主人,要关怀社会上发生的很多事,不是好像太被动地被人家摆布。现在很多不好的情况是,好像进了小学之后,就准备国中毕业之后的考试,上补习班、考好试的话,好像就是家长最高兴的,所以这样子被拉着走,早就忘掉我们是生活在地球上,在大自然的大环境中发展过来,早就忘记这件事。

 

(所以这本来就应该是一件很自然的事,就是我们要关怀我们的生活里面很多的面向?)但是我如果跟现在很多年轻人,尤其是在大都会长大的人跟我做一个比较的话,我常常会对他们有很大的同情心。我上小学一年级的时候,因为二次大战已快到尾声,美国飞机每天在轰炸台湾,所以学校解散了,我们到山上过了两年没有上学的生活,但是这两年对我的影响很大。因为在山上我们过了一个比较原始而自然的生活,跟农民在一起,那时候没有电,要学会怎么样在大自然里面存活下去,看着植物的成长或者是花粉的交配,农民还告诉我怎么看天气、看云判断等一下是否会下雨,学会很多很多事,每天我与姐姐要挑水,从山底下挑回来供家人使用,辛苦地做了很多工作,我却觉得这两年是我真正活过来的两年。所以常常有人问我说,你这一辈子在学校接受教育,哪一段对你最有帮助?我说就是这两年,没有上学的这两年,那老师就很不高兴啦,好像老师不管用,我说不是,是在大自然里面,和大自然在一起生活而且从大自然学习的这两年。现在很多年轻人就没有这个机会了,没能在大自然的环境里面生活。所以有时候我也讲,你如果看工业革命发生之前,那时候人类的生活一切都靠阳光,造就植物的成长,动物和人类的衣食住行都靠阳光,我小学一年级二年级的时候,日月潭已不发电,整个台湾没有电,我们在山上过的生活就是靠阳光,一切的一切都是靠阳光。现在我们不是了,所有的东西都是地底下挖出来的,钢铁、水泥、煤、石油,结果我们对矿物能源变得那么地依赖,像一个败家子,倾家荡产,在短短的几百年内把地球蕴藏的化石燃料消耗殆尽,也破坏了我们的生态,脱离了大自然、脱离了阳光,所以现在面对着很大的困境。所以我一直主张我们要回到太阳的怀抱,要回到大自然,如果要这样做的话,除了科学的发展,尤其是利用光电效应怎么样把太阳光好好利用之外,我们要学会过比较简朴的生活,学会怎么不过度使用天然资源而过美好的日子。

 

    那么,李院士对能源光电、节能光电在台湾的发展远景有何看法?

 

问:那就再承续这个问题问下去,院长期望我们回到太阳的怀抱里,身为光电所的一份子,我们应该朝哪些方面去发展?

 

答:每次谈到怎么样利用阳光、怎么样省能,我们便该记得,太阳在一个小时之内,照耀地球所提供的能量是人类社会一年使用的能量的总和,你就知道太阳是多么地伟大。不幸的是,我们现在看到太阳,到了夏天,就好讨厌,把冷气机开啦,把热送出去啦,就没事了,所以我们住在城市里的人过着比较排斥太阳的日子,过得太久,忘记太阳的好处的日子了。但是太阳给我们的能量如果好好利用的话,我们就不需要靠矿物燃料的燃烧发展下来。所以现在光电方面的研究变得很重要,也引起更多人关注,尤其在两个面向,一个是photovoltaic,就是怎么样利用阳光,将阳光给我们的能量转换为电,或者是经过光、催化剂进行化学作用把水分解为氢和氧,或者是把二氧化碳还原成简单的化合物,这些都是光电效果可以用到的。另外如果看到我们通常使用的电,用的最多的,在美国40%是用在屋子里面,就是办公室跟家里面,这里面照明也是很大的部分,钨丝灯发出来的光的效率大概只有百分之一左右,现在的荧光灯可以到百分之十左右,但是如果用light emitting diode应该可以到百分之三十左右,这里面有很大的改进的空间。所以常常大家就说家居要省能,就要在照明方面,尤其是电光的转化。

 

当然光电的转化,可能是多方面的,有些是光被吸收发热再转化成电,这方面的工作很多人也在努力,比如在南加州,或者是以色列,他们把阳光用反射聚光镜,把一个放在焦点的装有吸热剂的黑色的管子加热到很高的温度,然后用它储存的能量来发电;或者是有人用半导体,把热电效果反过来使用,也就是说,通常我们可以找到半导体,通电之后一边热一边冷,现在外面卖的很多像冰库、藏酒的,或者是存放照相机用的除湿机等,但是我们也可以找到半导体,如果一边加热,一边放冷,那么它就会产生电压差而产生电流,也就是通常我们说的”温差发电”,可以用工厂的废热来发电。

 

不过,最主要的还是说我们要回到阳光的怀抱,是太阳把我们带到这里,地球诞生之后是经过阳光的照射、生命的现象的发生、光合作用、生物的演化,人才出现在这里。所以我常常看着太阳说,是啊!是它!是太阳把我们带到这里,我们如果没有学会回到它的怀抱,人类不会在地球上永续发展下去。所以你们是在全校最重要的一个所,毕竟太阳给我们的光是最重要的。

 

    关于研究所的教育,除了请李院士给同学们一些建议与勉励,我们也搜集了几个老师们关心的议题,想请教李院士的看法……

 

问:台湾的教师常常会面临升等的问题,也就是以发表数或是发表期刊的质量来评比。那么,老师要如何在纯粹专心自己的研究,或者是引领学生进入研究、把研究当成兴趣,甚至寻求维系实验室所需要的经费等目标上取得平衡?

 

答:通常一个人找到一个教职的时候,总要提出一个很有趣的题目,而且是很新的,他申请经费的时候,如果一切正常的话,应该申请经费不会有很大的问题才对。但是呢,申请经费要经过的peer review确有一个很大的问题。通常科学的进步都是当年轻的科学家在实验室里面做出新的研究成果,说:「老师你错了,教给我们这一套不对啊,我在实验室里面得到的结论完全不是这样子,我说给你听,这个现象原来是……。」如果你对的话,科学才进步啊,如果老师每天在课堂里面说就是这样那样,你考试考得多好,但是科学进步了吗?科学不会进步的,你只是学到老师教的这一套,也就是说,只学到了人类已累积的知识,所以我们一直说,科学的进步是当年轻人找到老师讲的是不对的,掌握了一些新的东西,说老师你不对的这一剎那间,就是科学进步的时候。

 

但是你写一个proposal,常常会看到一个现象就是,年纪大的人,依据他们的经验就说,这怎么可能嘛,这不可能的,那些他们年轻时已经做过了,那是不可能的,他没想到可能是年轻时做不好,没想得透彻,他就要退件,然后年轻人就很气馁说,那怎么办呢?接受他们的看法吗?或是重新写proposal?所以这个peer review如果不是Reviewer有远见,是有问题的,或者是同行评估如没有好的评估的人,是有问题的。除非这一个资深的同行,他看了说,这个不可能,依我的看法是不可能,但是它真的做出来的话,它可能是有很大的冲击、很大的转变,那他做的事有可能的机会吗?难道我错了吗?如果他愿意比较保守地说,这个构想我觉得也许不可能,但是值得一试,这里面就牵涉到很多资深的人的素养,跟他的远见、他的心胸,这是很有关系的。

 

通常愈新奇的想法,没人想过,也就不会有同行的。美国有一个好处,一个助理教授申请教职都要建议,我到贵校来我想从事一个没人尝试过的研究工作,学校看了他的提案,就要下判断,如果这方面的研究有人做过,也用相似的方法有不少人在尝试,学校没有什么兴趣。但是如果他的proposal里面提到,我要做一些有趣的、没有人做过、没有人知道的很重要的问题,学校就会觉得真的是这样子的话,那这位年轻人很可能有很大的突破,学校也许就给他教职,提供经费让年轻人就开始做。我年轻的时候,当我的指导教授说你可以留下来,做你喜欢做的事,我有足够的钱,让你做。这是我第一次,没有经过peer review,就动手开始做了。所以那时候,我设计并建造仪器,根本没有把整个仪器架构画好了之后,给人家审查,也就没机会让人家说这个不可能,然后又退回去答辩。我设计了仪器的某一部份就把加工图送到机械工厂里面,然后就开始动工啦。第二次我到哈佛大学跟Herschbach教授做,做交叉分子束的实验,也是一样的。Herschbach教授觉得我不错,他相信我应该可以解决这个问题,他没有说我要把整个东西设计完之后,让人家去审查,使我能够在大架构想妥之后,一面设计一面加工,他就是信赖我,每次看到我就说:「你一定可以做成。」给我很大的鼓励与信心,然后我也就完成了我们的理想。后来到芝加哥大学当教授,他们根本就是采取一个态度要帮助我成功,学校给我很大的帮忙。所以我走过的前一段日子里,没有经过这个peer review,这确是好事,因为在我们之前没有人成功也就没有这领域的专家。

 

我在哈佛大学做研究的时候,有一次加州理工学院的一位很有名的教授走进来,看我在做设计,他说:「你是博士后,你在这里一年半,你要做这个仪器?」他笑我说:「不可能的,不可能。」他说:「我已经做了好几年了,至少有五、六年了吧!我有十几个人跟我研究,我最近才觉得以后的五年我可以解决这个问题,但是你怎么可能嘛?」但是我知道他以前没有做对啊,他整个想法是不对的,我知道问题的关键,我相信可以解决。所以这里面我刚才讲的是一个体系的问题,就是制度的问题,把proposal写完之后,送给peer review,peer review很多回来之后就说这不可能。翁院长,我请他到中央研究院做研究工作,他是非常出色的科学家,他常常就是用比较人家想象不到的,用碳水化合物的很多微弱的反应里面,找一些重要的东西,他在台湾送出去的proposal,每次都被turn down,评估的人都觉得是不可能、根本不可能,也就得不到经费。是我在后面,我当院长相信他,给他经费,请他回来当基因体研究中心的主任,至少他在台湾有人在后面支持他。所以这里我确实同意刚才你们教授讲的,研究经费的获得,跟做研究,目前情况是不理想的。

 

但是呢,如果research proposal被reject的话,或者是你的paper被reject的话,你也许可以说,我的工作太先进了,没有人了解,所以可不必难过也不要气馁,要好好地证实你是对的;但是同样的,你不能够太固执,明明是自己没有想清楚,以为自己是了不起的,那就不对了;所以这里面有很多很微妙的互动关系。所以我太太常常对我说:「你应该要更有信心啊,好像你不是一个很有信心的人?」但是我常常反问自己,我的想法对吗?别人说我不对,这真的是不对吗?这里面啊,就有很多反复琢磨的地方,我也相信,太有自信的人也许也不适合做深入探讨的科学家。

 

至于教学方向,我们在学校里面当教授,其实教育下一代,是一个最重要的工作,而且如果你想好好教育学生的话,准备每堂课你就一定会想到说,我怎么样教,提出什么样的问题,学生才会懂得更好,这确实也是一个挑战。所以在美国我看到的很多好的科学家,他们对教育都很热心。糟糕的就是现在的教授要发表很多的论文,累计了很多点之后,学校才让你升等,所以为了研究就忽略了教学。通常,在好的大学里面,一个好的教授,要做好的研究工作,也要教好书,带好学生,这都是学校里面的要求。所以通常大学里面,要求三样事,第一个是研究,另一个是服务,就是在学校、学术小区,或者是国际学术交流有关的服务,到底做了多少?第三个是教育,上课讨论或者是带学生,你到底做了多少?这是很重要的;因为学校觉得重要,这些都是在评鉴的范围之内,所以相互之间不会有矛盾。

 

我到芝加哥大学当教授,学校给我的contract是三年,一聘三年,两年之后学校就给我review,然后决定要不要续聘。我记得我太太那时候非常不喜欢芝加哥,冬天又冷,我们居住的环境是在贫民区里面,常常有人抢东西,她自己也曾经在一个店里面被持枪的人威胁过,她很不喜欢,所以她一直说要离开芝加哥,我也从来没有想到tenure的问题,我告诉我太太说,contract要三年,三年就走了。结果学校两年之后就告诉我,下一年要升你做副教授,我就不好意思走了,就变成associate professor。后来又过了九个月,学校就告诉我到了元月一号,就是升做associate professor之后一年又三个月,就要升我为full professor,学校很快地替我升等,所以我又不好意思走了,就总共在芝加哥大学待了六年。所以那一阵子,其实从来没有担心要升等啦这些,都是全心在做研究,那么升等是随着来的。现在是有一点不一样了,有很多是不太理想的,但是你如果好好地做,做出别人没做出来的、或是没人做的成果,那么升等或受长聘也应该是可以迎刃而解的事。

 

    李院士在美国有多年的教学经验,对于如何与学生互动、举办Group meeting的方式等等,有什么心得呢?

 

问:教授您在美国有多年的教学经验,可否分享一下您如何与学生互动?还有group meeting举办的方式等等?

 

答:我在美国起初很不习惯的,就是美国的社会「人生而平等」这个观念非常彻底。所以我跟Professor Mahan做研究工作的时候,我第一个月,叫了声Professor Mahan,他就要我称他Bruce,他叫做Bruce Mahan,叫Bruce,我是很不习惯的,总称呼他Professor Mahan,经过了六个月,才开始称呼他Bruce;也就是因为师生之间来往很平等,所以我们无事不谈,而且讨论的是从非常平等的立场,学生也不会觉得他们的问题可能是个笨问题,也就常常问很多奇奇怪怪的问题,所以做老师的便也得回答很多奇怪的问题。

 

我在加州带学生,跟学生的接触是三个层面的,一个是我到实验室里面跟学生在一起。因为从我当助理教授开始,就装很复杂的仪器,整天在实验室里面,跟学生一起研究,这时间花得很多。第二个是中午午餐的时间,我们在山坡上实验室外面一个很好的餐厅坐在室外,能看到旧金山海湾,很漂亮,我每天中午一面吃午餐,无事不谈,有时讨论有关研究的事,有时候女生们也会谈起将来她们当教授,除了研究教学,还要照顾小孩子的成长,似乎比男生辛苦。所以我与学生的接触可说是非常地频繁。那么至于group meeting,我们每一个礼拜有一个晚上的group meeting,常常讨论好几个小时。我是觉得我在跟学生互动的过程中,启发学生是最重要的,跟学生讨论,不管是问题是多么地不精致,老师该很有耐性地说:「是这样吗?」,让他们有参与讨论的空间,这是很重要的工作。但是培养学生最重要的莫过于成功的累积,也就是当我看到一个学生,他好像不是那么地积极,或者是那么地能干,但是呢,让他做一个较简单的project,他做成了,他的眼睛就开始发亮了,不错,做成功了,然后再给他一个较难的project,慢慢地累积成功,使他变得更大胆,而且更有创意。如果你一开始就给学生一个他根本不可能解决的事,他会很气馁,所以这对学生的培养确实是很重要的。因为我不是我自己的学生,所以我从主观的立场并不晓得我作为一个指导教授到底怎么样,但是很多离开我实验室的人,都说在我的实验室里面做研究是一件非常兴奋快乐的事、很enjoyable的事。

 

我在美国有一件觉得很骄傲的事,两年前化学系的彭旭明教授,拿了一本化学教育杂志(Journal of Chemical Education),他说:「李教授,你知道吗,在美国最近做了一个survey,就是到底谁培养了最多美国研究型大学的教授?」他指着我的名字,他说:「是你耶!」因为他们是做过去25年的统计,这些在麻省理工学院、加州理工学院、芝加哥大学等研究型大学的教授,是从谁的实验室里出来的最多,是我的最多,在这些有名的大学里面,有13位教授是我以前的学生,第二名是9个;可是那时候我已经离开美国十年,所以我15年培养13个,比第二名的25年培养9个,我是高高在上的;那个杂志里面就说,他培养了这么多的学生,可能不是因为他得了诺贝尔奖之后,很多人跟着他来,因为在加州大学、MIT……得过诺贝尔奖的人还不少。这是我常常觉得很骄傲的一件事,至少培养了一群顶尖的科学家。

 

    依台湾的现况来说,假设研究资源有限,李院士觉得老师们应该如何去斟酌应该要带多少学生、怎么样分配资源,才是最好的呢?

 

问:院长,您在一个时期里面,学生的数量大概是怎么样的?

 

答:开始在当助理教授的时候,学生比较少,后来越来越多,到最后有二十几个,二十几个里面有一半是博士后的研究员,是从世界各地来的,另一半是学生,十几个学生。(这十几个学生,您觉得您分给他们的时间,是游刃有余的吗?我知道我们有很多的老师,他们面临的状况是,他觉得他现在的研究资源,好像不是那么地足够,他的时间精力也不够,当然他会很犹豫,想要多带一些学生,可是事实上他又不知道如何去斟酌应该要带多少学生、怎么样分配资源,才是最好的?)你如果收学生,把他们当做廉价劳力,是你的双手,替你做些事,我想是不好的,台湾很多的学校就是这样。你收了学生之后,你不要告诉学生每天怎么做,让他自己去找,但是你要在旁边看着他成长,有时候他在讨论的时候,你要跟着深入讨论,所以该常常跟他们在一起。我常常收到十几个学生,我日以继夜,在实验室里面,跟他们在一起,觉得十几个已经够多了,博士后的研究员较自主,时间花得较少。当然这还要看老师的投入,我算是非常投入的教授,因为我做实验,而且一直做新的事,所以我常常也好奇,想亲自了解到底是怎么样,因此我在实验室里面的involvement很多,所以看十几位学生每个阶段的成长,我觉得十几位已经是很多了。(所以教授您是觉得说,要看老师自己可以投入多少?)是,或者说愿意投入多少。我在芝加哥大学当教授的时候,有一次带一位学生去开会,他碰到他的一位朋友,他朋友看到我站在他旁边,他根本不晓得我是他的指导教授,他就问他说:「Hey!Jim,你跟你教授见面是多频繁的事呢?」Jim转过来就说:「每五分钟。」他那个朋友就说:「真的?每五分钟?」Jim就说:「他跟我做(研究),他是整天跟我一起在做,所以他整天就在看着我。」所以我在实验室花很多很多的时间。

 

    李院士觉得要如何诱导学生对实验研究工作有兴趣及参与感,以启发学生选择研究领域,从事更深入的研究工作,使具备开阔的研究国际观呢?

 

问:那教授您是否一开始就用启发的方式,去找到学生可能对什么有兴趣,他才能够去决定研究的题目?像我们有些年轻的老师,一方面是因为他们的经验还不太足够,加上现在有些同学比较被动,他们会很好奇地想要知道教授您在这方面的经验,是一步一步地去引导他们?

 

答:是啊。(所以您不会一开始就给他们一个方向?)我要稍微公平一些,因为在加州大学的化学系,是全世界数一数二的系,尤其是在物理化学的领域里面,我们在全世界可能是最好的系,所以我在加州大学收进来的学生跟博士后,都是非常非常优秀的学生,他们都有很大的热忱,想成为科学家,所以引导他们是比较容易的。上个月,有一位助理,在基因体中心,要我写介绍信,我说:「妳为什么找我呢?我又没有看到妳做过报告,也不了解妳的工作,虽然在一个大团队里面,妳是一份子。」她就说:「我老板不替我写信啊!」「为什么不写信?」她说:「他嫌我太懒惰。」我说:「妳真的是很懒惰吗?」她说:「有时候,我身体不舒服……。」反正就是很被动,我说:「妳申请过外国的学校吗?」「我申请到英国剑桥大学。他们看了我的成绩之后,写了一封信说,我要的学生都是成绩很好、很优秀的学生,我们不要妳这样子,过去看不出有很好的表现。」她转过来就说:「李教授,我还是比较喜欢我们的制度。」我说:「什么制度?」「我们联考的制度。」我说:「为什么联考的制度很好呢?」「就根本不要让他们看我的成绩单啊,就看我考试的表现,我可以做黑马啊!」这女孩子相信她是黑马,她只要在考试考高分就会进去,进到学校里面,所以她就很不高兴剑桥大学还要看她的成绩单,她觉得她是黑马;我把她训诲了一顿:「要当黑马的话,要有实力才能当黑马,有人是很幸运,但是幸运的女神,只会照顾有准备的人,没有准备的人,幸运的女神是不会照顾的。」后来我还是替她写了介绍信,介绍信写得很坦白,我说她在这里工作,表现并不是很好,她很聪明,但是没有经过努力,我是说如果她努力,你们能够启发她努力的话,可能会有成果。她后来到英国一个大学里面念一年的硕士program,我想对她是公平的,有时候应该经过一个考验。但是我也跟她目前的老板讲,你不能说她懒惰就不写介绍信,介绍信要写得诚实,你不能把一个懒惰的人,写成他好像真的是一个很用功努力的人,那是不对的,你要正式地说他的问题在哪里,下一个接他的人,应该了解他的问题,然后才能帮助他。

 

【 精彩内容,下期待续~】

 
 

Study on the decay mechanisms of surface plasmon coupling features with a light emitter through time-resolved simulations

Professor Yean-Woei Kiang and Professor C. C. Yang

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 江衍伟教授、台湾大学光电所 杨志忠教授

The transient behaviors of the dipole coupling with surface plasmon (SP) features in an Ag/dielectric-interface grating structure in order to understand the characteristics of those dipole-coupling features are demonstrated. In particular, the major decay mechanisms of those coupling features can be identified. For comparison, the time-resolved behaviors of the resonant surface plasmon polariton (SPP) coupling feature on a flat interface are also illustrated. Among the three major grating-induced SP-dipole coupling features, two of them are identified to be localized surface plasmons (LSPs). The third one is a grating-assisted SPP, which shows two decay components, corresponding to the first stage of SPP in-plane propagation and the second stage of coupling system decay. In all the dipole coupling features, metal dissipation can dominate the energy relaxation process, depending on the assumption of damping factor. All the dissipation rates are proportional to the assumed damping factor in the Drude model of the metal. The dissipation rates of the LSP and resonant SPP features are about the same as the damping rate, implying their local electron oscillation natures. The dissipation rate of the grating-assisted SPP feature is consistent with theoretical calculation. In the LSP features under study, dielectric-side emission is prominent. The coupled energy in the grating-assisted SPP feature can be efficiently stored in the coupling system due to its low emission efficiency and effective energy confinement through grating diffraction.

Fig. 1. (a) Two-dimensional Ag/dielectric grating structure in the x-y plane. The dipole, Jx, is located 10 nm right below the center of a grating groove, which is defined as the origin, O, of the coordinate system. The flat interface structure is depicted by the dotted line along the x axis. (b) The dipole radiation power spectrum (continuous curve), the dielectric-side emission spectrum of the SP-dipole coupling system (dashed curve), the radiation power spectrum of the control case (dotted line near the bottom), and three source spectra (dashed Gaussian-like curves) for the three SP-dipole coupling features (A-C) in the grating structure. (c) The dipole radiation power spectrum (continuous curve), the dielectric-side emission spectrum of the SP-dipole coupling system (dashed curve), and the source spectrum (dashed Gaussian-like curve) for the SP-dipole coupling feature D in the flat-interface structure.

 

Fig. 2. Field strength (absolute value of Hz) distributions of the dipole-coupling features A-D in parts (a)-(d), respectively, at the individually chosen delay times for showing the broadest field distributions along the x axis when g = g0.

 

Fig. 3. Time-resolved field intensity profiles at point O of the four SP-dipole coupling features. The source profile is shown and labeled by S. The fitting lines for calibrating the decay times are plotted. The insert shows the linear-scale profiles for demonstrating the temporal peak positions. The damping factor g is set at g0.

 

 

 

 

 

Research Accomplishments in 2008, Wide Gap Semiconductor Laboratory

 

Professor Zhe-Chuan Feng

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 冯哲川教授

l “Structural and Optical Studies on Ion-implanted 6H-SiC Thin Films”, Z.C. Feng, et al., Thin Solid Films, 516, 5217-5226 (2008). Below are Raman and IR spectra for C+/Al+ co-implanted & annealed 6H-SiC

 

l     “Optical Investigation of GaSb Thin Films Grown on GaAs by Metalorganic Magnetron Sputtering”, Z.C. Feng, et al., Thin Solid Films, 516, 5493-5497 (2008).

 

Raman spectra from three MOMS-grown GaSb/GaAs (001) grown at substrate temperature of (a) 480, (b) 440 and (c) 400, and (d) a bulk GaSb.

Raman spectra from a MOMS-grown GaSb on GaAs (100) with Ts = 480, under different excitation wavelengths between 4579 and 5017 Å from an Ar+ laser.

 

l     “Emission dynamics of InAs self-assembled quantum dots with different cap layer structures”, L.M. Kong, Z.C. Feng, et al., Semiconductor Sci. & Technol., 23, 075044-8 (2008).

        Below are PL, TRPL and decay time-T plots of three InAs-QDs with different cap layer structures.

l       Book <III-NITRIDE DEVICES AND NANOENGINEERING>, Zhe Chuan Feng (National Taiwan University), Imperia College Press, London, 462 p., 2008. http://www.icpress.co.uk/cgi-bin/htsearch, ISBN 978-1- 84816-223-5. This book, consisting of 15-well written review chapters, provides useful information to the device and nano-scale process, fabrication of LEDs, LDs, photodetectors and nano-devices, characterization, application and development on the III-Nitrides semiconductor devices and nano-engineering.

l       book chapter, “Structural and optical properties of InGaN/GaN multiple quantum well light emitting diodes grown by metalorganic chemical vapor deposition”, Z.C. Feng et al., in <<III-Nitride Devices and Nanoengineering>>, Chapter 3, pp.57-88, Imperial College Press, London, UK (2008).

 

In additions, Prof. Feng has in recent years published a series of specialized review books from world famous scientific publishers in USA, Germany, UK and Singapore, especially for wide gap semiconductors:

<III-NITRIDE SEMICONDUCTOR MATERIALS>, Zhe Chuan Feng (National Taiwan University), Imperia College Press, London, 440 p., 2006. ISBN 978-1-86094-636-3, (12-chapters)http://www.icpress.co.uk/cgi-bin/htsearch.

<SiC Power Materials  Devices and Applications> by Zhe Chuan Feng (National Taiwan University), 450 p., 2004. ISBN: 978-3-540-20666-8, http://www.springer.com/materials/. (11-chapters)

<Silicon Carbide: Materials, Processing and Devices> by Zhe Chuan FENG/Jian H. ZHAO, Taylor & Francis Books, New York, 416 p., 2003. ISBN: 9781591690238, http://www.taylorandfrancis.co.uk/. (8-chapters)

<POROUS SILICON>, Z C Feng & R Tsu, World Scientific Publishing, Singapore, 488 pages.

<Semiconductor Interfaces, Microstructures and Devices: Properties and Application>, Zhe Chuan FENG, Institute of Physics Publishing, Bristol, 308 pages.

<Semiconductor Interfaces and Microstructures>, Zhe Chuan FENG, World Scientific Publishing, Singapore, 328 pages, http://www.worldscibooks.com/nanosci/1568.html

 

 
 

论文题目:镓扩散式铌酸锂光波导特性之研究

姓名:黄文宏    指导教授:王维新教授

 


摘要

本论文首度提出以氧化镓作为扩散源,成功的制作镓扩散式铌酸锂光波导。论文中介绍其制作流程,研究镓原子在铌酸锂基板的扩散行为、光波导的基本特性以及折射率模型的建立,并且藉由马赫任德电光调变器 (Mach-Zehnder modulator)之组件实作和理论计算验证镓扩散式光波导在电光组件的实用性。

研究发现镓原子在铌酸锂基板中的扩散行为具有非等向性;光波导的特性为仅能导通非普极化(extraordinary)方向的光场,可作为单极化波导组件相关的应用;马赫任德电光调变器组件的实作结果,证明镓扩散式光波导可以实际应用在铌酸锂电光组件的制作。

Fig.1 Fabrication process Fig. 2 End-fire coupling measurement
 
 
 

— 数据提供:影像显示光电科技特色人才培育中心.影像显示科技知识平台 —

— 整理:林晃岩教授、陈冠宇 —

美国保尔佳(Polyera)开发出n型有机TFT材料,电子迁移率达0.85 cm2V-1s-1

生产柔性印刷电路材料的美国保尔佳(Polyera)开发出了n型有机TFT的有机半导体材料,其电子迁移率最大可达0.85 cm2V-1s-1。新开发的材料名为“ActivInk N2200”(分子结构如图一),是与德国巴斯夫(BASF)子公司BASF Future Business GmbH共同开发而成。主要应用于软性显示器和RFID卷标的驱动组件。这个成果刊登在2009121日的“Nature”网络版与200925日发行的《Nature》杂志上。

要实现使用有机半导体的CMOS电路,有必要提高p型及n型有机TFT的电子迁移率。保尔佳表示,n型有机TFT的开发晚于p型有机TFT的开发。原因在于一般有机材料电子传输比电洞慢,与我们一般半导体中电子比电洞快的经验迥异,换句话说有机电子组件的设计瓶颈多在电子传输。举例来说:一般常用的电洞传输材料NPB的电洞迁移率为10-3 cm2V-1s-1,而常用的电子传输材料Alq3的电子迁移率为10-6 cm2V-1s-1,差了1000倍;到了2001Chisso公司发表了PyPySPyPy的材料,其电子迁移率为10-4 cm2V-1s-1,约比Alq3100倍,已经可以算是很好的电子传输材料了,由此可知ActivInk N2200这个新材料有多么的快!

由于此次开发的材料相对于有机溶媒的最大溶解度高达60 g/l,因此可用作墨水。此次,除旋转涂布法(spin coating)外,还可以利用凹版印刷(gravure printing)、凸版印刷(flexographic printing)及喷墨印刷(inkjet printing)等在塑料底板上形成半导体层和介电层,制成顶部栅极型(top gate)有机TFT。采用旋转涂布法制作时,TFT的迁移率为0.10.8 cm2V-1s-1,采用凹版印刷时为0.10.5 cm2V-1s-1,采用喷墨时最大为0.15 cm2V-1s-1。据美国路透社(Reuters)报导,除塑料外,还可以印刷在纸上。此外,在试制的高分子CMOS反向放大器电路中,电路增益可达2565

图一、ActivInk(TM) N2200 结构示意图

 

资料来源:

Nature期刊:

“A high-mobility electron-transporting polymer for printed transistors”

http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7230/full/nature07727.html

公司产品网页:

“ActivInk™ N2200, P(NDI2OD-T2)”

http://polyera.com/n-type-semiconductors/activink-n2200.html

中文新闻:

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/flat/44690-20090210.html

 
 
 
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