本所5月份演講公告：

～ 諾貝爾化學獎得主‧李遠哲院士（前中央研究院院長）專訪 ～ 【三之三】

★    ★    台灣目前大學及研究所畢業生大幅度增加，李院士認為在此趨勢下，國內畢業同學的競爭力為何？在全球化趨勢下，在就業上或研究上如何與全世界的科技人才一較長短？ 

問：接下來要請教一個問題，也是跟學生比較有關的。像目前中國培養的學生非常非常地多，他們博士班的畢業生已經快超越美國了，其實不論是在就業或者是研究上來講，台灣已經面臨全球化的競爭，甚至直接來自於對岸；我們應該如何去增加自己的競爭力，不論是在就業或者是研究方面？

答：我常常跟學生說，我們雖然住在台灣，但是呢，我們都生活在世界的舞台上，因為全球化是在科學或者是藝術方面走得更快。如果你做得比別人好，不管你是在台灣哪個地方做的，大家都看得很清楚，到底誰做得比較好。你如果在光電方面，能夠把光很有效率地轉化為電、很便宜，別人做不到，他們就知道是你了不起。或者是你在photo emitting diode的研究，研究出怎麼樣做lifetime才會長，效率更高，這些都是馬上就會看出來的，這方面當然競爭會相當激烈，像美國或者是大陸。但是你如果一開始做就說我要做世界最好的，我一定要做成世界最好，因為別人沒想到一些問題，你能夠好好地去克服這些問題，那麼該會做得很好，競爭應該是好事。另一方面你可以這麼想，我這麼講的話，有人會說這樣不是太阿Q嗎？你努力做，做了之後覺得別人做得更好，你也會覺得高興，因為世界上有這麼多聰明的人，解決這麼多難的問題，比你做得好，不是值得高興嗎？

我在高三的時候，我媽媽一直要帶我到城隍廟拜拜，我說絕不去，那時我媽媽就擔心說我會考不上大學，我說考上考不上是靠我的實力，不是靠上天的保佑。我就問我媽媽說：「嘿！媽媽，你對我不滿意嗎？」我媽媽是一個老師，學校的老師，她說：「遠哲你還不錯，你這個人很聰明，最要緊的是很負責、很有責任感。」她對我還是滿意的，所以我就說：「媽媽，我如果沒有考上大學的話，那表示台灣有更多更好的年輕人比你的孩子還要好，而且你對孩子滿意的嘛，你從全台灣的立場看的話，應該鼓掌，不是嗎？」我媽媽聽了以後，覺得有道理，可是她還是覺得我是不可思議的，是個奇怪的人。

所以這個競爭，如果狹義地說你存或者是我亡，這些競爭可能就不是很好的事；但是科學的研究常常有訊息的交換，大家努力做出比別人做得更好的事，所以倒不怕說跟人競爭，要自己努力，重要的是要自己努力。我有時候打網球，我太太說：「遠哲你年紀大啊，打輸了沒關係啊，不要拼老命。」我就常常告訴我太太說：「是啊！打輸了沒有關係，但是呢，老命還是要拼，老命不拼的話打球就沒趣了！」所以這些有時候自己要想開一點；你如果自己不努力、懶惰，又怕別人做得比你好，那就沒有excuse；如果你努力，做得比別人好，應該值得高興。

★  ★    台灣與美國研究資源差異極大，李院士同時在台美研究環境待過，可否為我們比較其差異？再者，要如何利用有限的研究資源從事更具創意的研究呢？

問：院長您在美國有待過一段時間從事研究，然後回到台灣以後也是。因為我們所上有許多老師，其實是在美國念完書後，馬上回來任教，所以他們很有興趣的一個問題是，院長您對於美國跟台灣兩邊資源上的差異，是不是有比較深入的了解，包括經費等等？ 

答：是，在美國有更充裕的經費。但是很多人在美國留下來，他們是經過比較激烈的競爭的，美國的學術水準比較高，在一個大學裡面得到tenure的機會，也比較不那麼容易，所以要經過一段磨練。而且美國的很多大學是比我們先進很多，對於科學的教育，或者是整個學校的制度，或者是一些設備，比我們先進很多，所以很多人畢業之後有機會在美國較好的大學留下來，工作一段時間之後，回來會有更大的幫助。美國民主社會的發展比我們早，我剛才講過人生而平等的觀念比我們先進很多，所以在美國的社會上做事，很多學校的教師做一些判斷，或者是做peer review，經過一個相當的磨練之後，會相當不錯的。我回來了以後，中央研究院確實是聘請了很多資深的人，這些人知道學術機構怎麼樣來用人、怎麼樣培養學生。往往拿到Ph.D.就馬上回來的人，他到美國之後，忙著做研究，常常一群中國人就住在一起，說老美怎麼樣、老美怎麼樣，結果對美國的社會沒有真正的了解，美國好的大學的用人與培養人才也沒有了解，他就這樣子回來了，回來之後當教授、當系主任、當院長，那麼我常常見到他們都覺得奇怪，到美國留學這麼久，但是好像並不了解美國好的大學的優點，值得令人學習的地方，後來看到他們真的是畢業之後，論文交了就回來了。如果要多學的話要多留一點時間，是好事。

（所以在文化上，其實在美國那邊的資源，是比較不會因為你的資歷深淺來作分配嗎？應該是看你的能力？）是，這點是比我們偏見少多了，我們常常是因為誰跟誰的關係、誰審查、論資排輩等等，是不好的。我八O年被選為中央研究院院士之後，台大這裡就希望我回來多幫忙，我是很願意幫忙，我想回到台灣大學化學系來幫忙，但是我看到的化學系，都是我以前的老師輩的人，我們的習慣，回來這裡總是要很有禮貌的，那麼要進行改革的工作，是不容易的。那時候台灣科學的規模要膨脹，所以我就建議在中央研究院成立原子與分子科學研究所，希望把物理化學的人能夠吸引回來，而且設在台灣大學裡面。很多人說應該在中央研究院不應該在這裡，是經過很大的努力才把原分所設在這裡。而且我剛才講的，就是因為系裡面有很多很老的以前我的教授，我是不懂事的小孩子，回到系裡，怎麼能夠做很多改革的工作？所以我就在這裡（原分所）開始。

（所以這種文化是一個包袱吧？）文化是一個包袱，但是也在變，也在改變，現在我們的思想比以前多元化很多了。你知道嗎？以前在六O年代，如果一個台大的女生，跟一個外面的男生在一起，像是技職體系的男生，就會被人家看不起啊，好像是非常單元的價值觀，一個人的價值就是聯考考幾分、看排行榜考第幾名等；慢慢地，二十年之後，現在學生交一個異性朋友，是因為他喜歡也好玩，所以就交朋友，現在我們年輕人，他的學歷在哪裡根本已經不是那麼重要的了，交一個朋友在一起快樂地拓展自己的家庭生活，變成比較重要的，這是台灣的社會在變啊！所以我們民主化的步伐走得還蠻快的。現在我們一旦選舉的時候，大家都願意被欺騙，就是描繪很漂亮的藍圖，大家就說：「好，我相信你！」但是你一旦做不好的話，大家還是會請你下台，跟以前不一樣。二十年前，你跟計程車司機談到社會的事，跟現在不一樣，社會是進步了。

（院長，在資源很有限的情況下，您會覺得老師他應該要怎麼去做更有創意的研究？比如說，合作是比較重要的呢？還是其他？）如果資源有限，你做一個project，錢不夠，最不好的就是，你就再申請另一個project，這個project跟前一個project沒有多大關係，結果第二個project錢也不夠，就申請第三個project，結果就很多project，沒有能夠深入。但是如果有一個教授經費有限，想用這個經費好好做研究，他就要知道這個經費怎麼使用才會帶到最好的效果，他就會想得很深，以後也容易得到經費了。我們常常看到很多人，他自己在做自己的研究，SARS過境的時候，請他們來參與，他們就說：「對不起，我現在在做的五個project，是不能放棄的。」他要另給他錢，他要多請幾個助理來做，然後他就是百分之五的時間在做這方面，而不是真的投入地做，這是不太理想的；他會說：「我這五個project，是國科會給的啊，國科會給的錢，我如果沒有做、沒有發表文章的話，明年它就不給錢了。」但是如果這筆錢是比較大筆的錢，比如我在美國的研究經費大部份是能源部給我的，每年都給我100萬美金左右，我如果其中百分之十做出跟他們希望的有關的，也做出傲人的成績，它每年都繼續給經費，百分之九十我有很大的彈性可以做很多有趣的事。經費拮据，當然很多設備不夠、做不好；但是經費太多、太分散，結果也是不好的，很多人是因為申請了五個計畫，五個計畫都要發表幾篇文章，還要citation怎樣怎樣的，結果不能深入。（所以真正重要的並不是說我要去找很多很多的資源，而是在有限的資源裡面去想，我要怎麼樣最有效深入地運用它？）是，不然的話會變成一個負擔。

★  ★    接下來，我們想問一個跟時事有關的熱門話題。在瑞士和法國的邊境，有一個全球矚目的強子對撞的實驗，我們想請李院士跟我們聊一聊他對此實驗的瞭解與看法……

問：想請教院長一件時事，就是在瑞士和法國的邊境，有一個全球矚目的實驗，是強子對撞的實驗，希望您對這個實驗做一個介紹，因為不見得所有光電所的學生研究領域跟這個有關，請大概講解一下，然後還有對這個實驗的看法，或者是希望？

答：這個實驗，這個對撞機，產生一個很高能量的particle之後對撞，它對撞出來的溫度是比太陽中心的溫度要高到好幾千倍還是幾億倍的溫度，那麼它就可能產生一些以前沒見過的particle，它們現在對整個宇宙的瞭解，從它的誕生與發展中物質世界的作用力與對稱性會更進一步。現在他們常常講是一個Higgs particle，如果科學家目前對物質世界的瞭解理論是對的話，能量夠的話就可以產生Higgs particle，如果能量夠但也看不到這個particle，那麼我們對客觀世界的瞭解就必須要進一步修正。這個對撞的實驗，是很有趣的。但是這個實驗花的經費著實不少，八個billion dollars，很多人也會想到，大概是17、18年前，美國也在做對撞機，這個對撞機要花五個billion，但是開始做的時候，國會就把它停掉了，覺得這花太多錢！雖然這個實驗大家覺得很有趣，但是很多人也問了，如果人類的科研經費好好去分配的話，這個實驗現在值得做嗎？這是有爭議的。但是如果你把這個經費跟伊拉克戰爭花的錢作比較的話，就覺得應該做這個研究，為什麼要打伊拉克戰爭呢？所以很多錢的使用，從不同領域看的話，也許是值得的。但是從有限的科研經費，很多人也許會說，這麼多的經費如果好好地做不同的研究而能培養更多年輕的科學家，對人類的將來應該是有更大的進步。科學研究本來就是很有趣的。丁肇中教授，幾年前我們坐在一起談，他說：「很奇怪，每次做加速器都說我們為了找某個particle做加速器。」結果呢，政府給錢做加速器，找到的particle與原先預測的不一樣，是新的東西，然後就有人得諾貝爾獎了，像他一樣；後來就有人建議要做更大的加速器，要找另外新的particle，但是做加速器了之後，沒有找到他們要的particle，他們找到新的particle，有了新的突破也就給了諾貝爾獎，一個個在加速器上的諾貝爾獎得主都是這樣產生的。因為我們對大自然不是那麼了解，所以如果以後實驗做出來之後，Higgs particle沒找到，他們會瞭解到目前這個標準模型（Standard model）可能是不對的，還需要修正，所以一步一步地對客觀物質的瞭解便不斷提升，是很有意義的事。許多科學的研究是非常有意義的，但是你如果問我到底台灣是不是應該花很多的錢參加，我會說如果不是那麼多的錢也許是值得參加，我們如果每年花了我們科研預算的很大的部份，就可能是不適合的。

★  ★    最後，我們想請李院士談談中研院與台大的關係。我們知道，中研院在李院士擔任院長期間有多項政策（諸如招收國際生、授與學位及其他研究方向等）與台大發展多有競合問題，在國內研究資源有限情況下，李院士認為雙方該繼續良性競爭，抑或加強合作發展？

問：那麼再問一個稍微敏感一點的問題，就是跟中研院有關的。中研院最近有一些新的政策，比如像授予學位跟招收學生；其實它跟台大算是一種競合的關係，請問院長是如何看待這樣的競爭或者是合作關係？然後雙方怎麼樣可以進一步合作？

答：你看到我在當院長之前，就把原分所設在這裡，後來我當了院長之後，把天文物理研究所及數學所蓋在這裡，是因為我相信中央研究院是要跟大學合作的，所以做了一些這樣的工作。但是呢，我們從社會的資源看，現在哪一些地方，集中了很多傑出的人才，做一些創新的工作，尤其在生命科學、天文、與基因有關的研究？中央研究院在這方面是遙遙領先。在原子與分子科學方面，原分所做了很多工作，是世界上相當不錯的。所以我如果從另外一個觀點看的話，我們社會需要很多頂尖的人才，那麼中央研究院為什麼不幫忙培養一些頂尖的人才呢？從這個觀點看，我認為中央研究院確實是可以收一些學生授予學位，但是學生的數目可能不要那麼多。所以你說競合的關係，競爭在哪裡？競爭是爭取好的學生，大學跟中央研究院在競爭。但對同學而言，他們應該有選擇才對啊！

我在這裡設原子與分子科學研究所，但是跟台大的合作一直不是理想的，因為每個教授都希望有好的學生留在他們那裡，所以像得總統獎的劉國平劉院士，他到台大當兼任教授，當了五年之後他就不幹了，就回來了。這裡面有一些不理想的理由，我不在此多說，這不理想的地方，清華大學也是一樣，清華大學的大學生大半也會被留下來，跟他們的教授們做研究生，很多台灣大學的教授也是一樣，儘量把學生留著跟他們做。但是你也許不知道，原分所剛開始時，台大物理化學的教授大半都在原分所，原分所也給他們經費，很多物理化學的學生也都在這裡。今年我到Berkeley化學系，看到從台灣到Berkeley的研究生中，一半以上是在原分所做研究。所以我認為中央研究院對於人才的培養是應該挑負起一些責任，那麼是不是應該單獨授學位？如果台灣大學或者是其他大學的制度是非常有彈性，那問題不大；但現在是，有一個新的領域開始了，有一個學程，那我們這個學程是常常要跟清華的三個系、台大的另外兩個系，五個系一起合作，每個系它要不同的requirement，不同的要求，結果搞得非常複雜。在這情況下我是覺得中央研究院應該可以單獨授學位，或者是跟大學合在一起授學位，但是有些program中央研究院也不應該起動。你如果看大陸、日本或美國，他們都有很多研究機構是授學位的，但是大學沒有很大的反彈，是因為畢竟這些研究機構收的學生不會太多。中央研究院也不該收太多，很多學生會到工學院，中央研究院根本沒有工學院，不會到中央研究院來，生命科學有很多人會到中央研究院做，尤其是跟基因有關的，所以我相信應該是開放一點比較好，因為大家都怕會流失一些人才。

（所以院長您覺得未來中央研究院和台大可以合作的方向就是包括像這一類的議題？）我想台灣這麼小的地方，而且全世界各地也都在進行國際合作，沒有理由說台大和中央研究院不合作。我請回來的一些院士，像陳長謙院士、翁啟惠院長等等，都在台大兼課啊！現在大家不高興的就是說，因為大學反對，中央研究院不能授學位；但是我也知道如果這些學生有些到中央研究院基因體中心做研究，或者是到原分所做研究工作，會比較好；有可能是少數，數目不會很多。（所以至少在這兩個領域，其實您覺得可以考慮？）不止是這兩個領域，有些中央研究院特別好的他們如要來，就讓他們來，但是這不是一般性的，畢竟中研院不是一般大學。

★  ★    對於台大要成為世界百大，李院士又有什麼樣的建議與勉勵呢？

問：您也知道現在台灣大學積極地想要進入世界百大，針對台大應該努力的方向，您覺得您有沒有什麼樣的建議？或是說您對它有什麼樣的期許？

答：一個大學要變成一個國際一流的大學是要經過階段性的發展，以目前台灣大學的情況，教學研究與設備，或者是博士生的數目，或師資的水準看，我們還距離相當遠。那個百大的這個百，其實沒有多大意義，人家說你是在一百名以內，沒有多大的意義，但是要真正讓一個大學成為一個世界有名、舉足輕重的大學，台灣大學是有一段距離要走的。所以我倒是覺得我們先把台灣大學變成一個很好的大學，再變成一流的大學。一個很好的大學應該怎麼樣，應該要到世界各地看看，看很多很好的大學，像哈佛大學、麻省理工學院、Berkeley，他們都有一套對學生教育的做法。比如說，一個學生進來之後學普通化學，學校要求你學，是真的要求你學，有些課第一堂上完之後，第二堂課就有五分鐘的quiz，看學生是否真的學會了；做實驗也是啊，沒做對不讓他走；大班上學、小班討論，所以沒有那麼多教授involve在上課上，因為上課時100個人上或500個人上沒有什麼兩樣，超過了40～50個人就沒有機會討論了，所以柏克萊加州大學的化學系500個人上課，然後25個人一組，每禮拜五就安排討論。很多教學方面，或者是研究設備，或者是一些學術的傳承、學術的氣氛，台灣大學是要累積一個長的時間才能建立的。我在1955年進台大的時候，那時候環境並不好，但是很多年輕人他滿懷著理想、追求真理。所以學校裡面，在台大校園走動時，會碰到很多氣質不錯的學生，沒有嘻皮笑臉的；現在進到台大，好像氣氛有點不一樣了，我們追求什麼？追求真理嗎？我們在大學裡面做的工作會影響我們的下一代？或者是對人類的進步能做出貢獻嗎？一個世界有名的大學一定是為人類的進步要做出貢獻的大學，不然的話不會是世界一流。所以我剛才談到的，像梅貽琦先生講的，大學需要大師，不是大樓，我們這麼多年來，確實所謂大師級的教授，並不是那麼多，雖然教授變得愈來愈能幹，研究也在提升，但是還有一段路要走，大家要坐下來靜靜地好好地討論說應該怎麼走。五年五百億的錢下來之後，很多大學都很努力在往這個方面走，像成大啦、中興大學都有這個委員會來幫忙推動，台大在這方面的努力我就不太曉得了。

Organic-Inorganic Composite Thin-Film Solar Cells

Professor Ching-Fuh Lin

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 林清富教授

Solar cells attract great attention recently owing to the growing need for renewable energy. In particular, polymer solar cells offer the potential of large-scale power generation based on materials that provide flexibility, light weight, low-cost production and low-temperature fabrication. The most common and efficient material system so far for polymer devices is the one consisting of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and (6,6)-phenyl C₆₁ butyric acid methyl ester (PCBM). However, the conventional bulk-heterojunction (BHJ) architecture has limitations in device stability. Exposure of the conventional solar cells to air leads to oxidation of the Al electrode and degradation of the indium tin oxide (ITO)/poly(3,4-ethylene dioxythio- phene): poly(styrene sulfonate) (PEDOT: PSS) interface because of the acidic nature of PEDOT:PSS.

To overcome the above difficulties, inverted configuration with semiconductor oxides is investigated in our Lab. The inverted structure has the advantage of improved stability by replacing both the low work function metal cathode and PEDOT:PSS. In addition, the environ- mentally friendly and low-cost ZnO is particularly well suited for this application as they can be deposited at low temperature. ZnO also provides hole blocking function. Furthermore, we develop low-temperature solution processes of transitional metal oxides deposited on top of the active layer to serve as the electron blocking layer. With the active layer sandwiched between the ZnO and the transitional metal oxide layers, the devices have the electrons and holes forced to transport separately toward opposite electrodes for efficient carrier collection, so greatly improving the power conversion efficiency (PCE) of solar cells.

Using P3HT/PCBM in the active layer, the inverted structure of polymer solar cells gives the PCE of 4.16 % (Fig. 1). The lifetime test shows that the PCE still retains 90% of the maximum value after 1000 hours of operation (Fig. 2). As the device is fabricated on the flexible polyester (PET) substrate, the PCE can also be 3.66%, the highest among the solar cells on flexible substrates. If the PV2000 is used for the active layer, the PCE is even as large as 5.13 % (Fig. 3), which is the highest among the solar cells with inverted structures.

Narrow-Band Metal-Oxide-Semiconductor UV Photodetector

Professor Chee-Wee Liu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 劉致為教授

Si-based photodetector for narrow-band ultraviolet light (319nm) detection is demonstrated using a metal-oxide-semiconductor tunneling structure. By using appropriate selection of gate metal, the metal-oxide-semiconductor tunneling diode can detect the UV light. Due to the spectral dependence of absorption and reflection of the Ag as gate electrode, the narrow-band detection of ultra violet can be achieved. The photodetectors with 130nm thick Ag gate exhibit peak responsivities of 5.1mA/W at 319nm.

The schematic structure of the MOS tunneling photodetector is shown in Fig. 1 (a). When the photons selected by the metal gate with energy larger than the bandgap of Si (1.12eV) illuminate on the gate electrode, the photo-generated electron-hole pairs in the depletion region can be separated by the built-in electric field in the depletion region (Fig.1 (b)). The photo-generated holes in the diffusion length away from the depletion edge can also reach the depletion region by diffusion. For the Ag thickness of 70nm, 100nm, and 130nm, the peaks of the spectral responses are located at 319nm with value of 17.3mA/W, 9.6mA/W, and 5.1mA/W, respectively (Fig. 1 (c)). The thickness of Ag can modulate the spectral response of photodetector. For thick Ag, the full width at half magnitude (FWHM) decreases but the responsivity also drops (the inset of Fig. 1 (c)).

In summary, the wavelength selection of metal-oxide-semiconductor detector is demonstrated by gate electrode. The gate electrode is not only used for reading out the electronic signal but also used as a filter to select the narrow band photons to enter the Si for further absorption. Due to the spectral dependence of absorption and reflection of the Ag as gate electrode, the UVB detector is demonstrated by Ag.

本論文探討光波在奈米金屬單狹縫 (slit) 與週期性狹縫的光學特性，並且利用表面電漿子共振 (surface plasmon resonance) 與夾縫電漿子共振 (gap plasmon resonance) 製作出高靈敏度、免標定、高通量、晶片型態與可重複使用的新穎生物感測器，其單元檢測面積為100μm×100μm。在奈米金屬狹縫光學特性的研究中，利用電子束微影術及反應式離子蝕刻術在100 nm-200 nm金膜上製作週期400 nm-900 nm、狹縫寬度20 nm-200 nm的奈米金屬結構。實驗結果顯示，存在於狹縫中的夾縫電漿子共振在穿透光譜上呈現一半高寬較大的波峰，波峰位置受狹縫寬度及厚度影響；存在於狹縫外的表面電漿子共振對於光的穿透扮演著負面的角色，並在光譜上呈現一波谷。此外伴隨著波谷出現的波峰滿足Rayleigh異常現象的預測。在生物檢測的應用上，表面電漿子共振在水溶液環境中的折射率靈敏度達740 nm/RIU，同時對生物分子具有極佳的表面靈敏度。在比較表面電漿子與夾縫電漿子靈敏度的實驗中，由二氧化矽薄膜與醣體的檢測顯示夾縫電漿子有較佳的檢測能力，倘若光譜儀的解析度是0.1 nm，夾縫電漿子可以測得0.05 nm厚的二氧化矽薄膜厚度變化與分子量為4的生物分子。此外，夾縫電漿子的靈敏度與狹縫寬度有關，當狹縫由100 nm縮減至30 nm時，夾縫電漿子的靈敏度增加10倍，同時也高出表面電漿子的靈敏度約一個數量級。在檢測直徑為13 nm的奈米金球實驗中，夾縫電漿子在低奈米金球密度下的顆粒偵測靈敏度大約是表面電漿子的3倍。倘若光譜儀的解析度達0.1 nm或者燈源的強度穩定度達0.2%，夾縫電漿子的偵測靈敏度可達每平方微米一個粒子，此偵測能力與應用在DNA陣列檢測的螢光標定法的靈敏度每平方微米約0.5個螢光分子相當接近。推測夾縫電漿子具有較佳靈敏度的可能原因是狹縫內的生物分子或奈米金球與夾縫電漿子具有較大的重疊積分。

[3DSA 2009] Wed-P2-06：“Towards Real time Interaction with an Auto-stereoscopic Display – gCubik –”

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/flat/45145-20090309.html