第六十七期 2011年8月刊
 
 
 
发行人:林清富所长  编辑委员:陈奕君教授  主编:林筱文  发行日期:2011.08.09
 
 
7月份「光电所演讲」演讲花絮(花絮整理:姚力琪)
时间: 2011年7月11日(星期一)下午2点
讲者: Prof. Roel Baets (Ghent University and IMEC)
讲题: Speech 1: Silicon photonics: the integration of light sources
Speech 2: Introduction to EMMP (future: EMSP) program
  Prof. Roel Baets于7月11日(星期一)莅临本所访问,并于电机二馆105演讲厅发表演说,演讲题目为「Silicon photonics: the integration of light sources」及「Introduction to EMMP (future: EMSP) program」。Prof. Roel Baets演讲内容精彩,演讲时面面俱到,与本所师生互动佳,本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,获益良多。
   

本场演讲者Prof. Roel Baets

 

 

~ 2011学年度光电所所学会会长自我介绍 ~

大家好,我是今年新任的光电所所学会会长黄致凡,很高兴在未来的一年里能为各位同学及师长服务。能担任会长首先要感谢的是黄鼎伟老师实验室的博士班学长廖亮,廖学长在大学时代就是台大学生会的一员,活动经验丰富,原本由他来担任会长是再适合不过,但由于学长课业繁重,所以学长便推荐我担任,真的非常谢谢廖亮学长。同时非常感谢我的指导教授—王维新老师,对于我担任会长的事十分地支持,老师不管在研究亦或是人生观上都十分地正面乐观,使我获益良多。

光电所的同学老师是一个很大的团体,平常大家都专注于学术研究上,为台大以及台湾争光,却常常忽略了身边的伙伴们,使得所上人与人的互动似乎没大学时期那么热络;在我担任会长的期间,希望能透过举办所上联谊以及康乐性质的活动,使同学及师长们在辛苦研究之余,偶尔告别机台以及成堆的论文,与所上同学多多互动,希望这些活动,让同学多多认识自己实验室以外的朋友,同时经营自己的人际关系,并加深同学们对所上的认同感。

在上学期的部分,我们打算举办所上的传统活动—中秋餐会,在一年一度月圆人团圆的中秋佳节,许多光电所的师生们仍埋首于自己的研究中,不妨空出一天午后,让自己稍稍喘息,与所上的战友们悠闲地吃饭话家常,酒足饭饱后还有所学会为大家带来的神秘活动,希望能创造出与往年不一样的中秋餐会,带给大家一个热闹且愉快的中秋节。而下学期当然不能错过众所期盼的光电杯球类比赛,按照往例我们会调查各位同学的意见决定本年度比赛的球类,希望大家在做实验、写论文之余,不要忘了照顾自己的健康,与所上的朋友们一起挥洒汗水,同时也能体验团队合作的重要性。

不过由于研究生毕竟与大学部的情况有所不同,大家的自由时间也较少,我们的活动当然是以不影响研究为前提的原则来举办,大家作为研究生的责任不能忘。大家如果对于活动有任何的建议,欢迎随时与我联络,所学会的角色是作为所上伙伴们联络感情的管道,同时也希望能成为学生与老师沟通的桥梁,希望在未来的一年里,所学会能帮助大家在苦闷的研究生涯中创造出一点不一样的回忆,在未来回首研究生时光时,能有除了论文实验以外的回忆。大家读到这里,如果对所上事务有热情,想要创造不一样的研究生生活,所学会需要你!请赶快与我联系,谢谢大家!


~ 光电所2011年暑期大学生光电营  花絮报导 ~

(时间:2011年7月13日至7月15日;地点:台湾大学博理馆及电机二馆

花絮整理:所学会会长黄致凡

台湾光电产业蓬勃发展,不论在质与量上都已是国际上不可或缺的角色,本着深耕播种的心,为了让更多有创意有理想的青年加入光电科技的领域,台大光电所每年都会举办暑期光电营。不论是精采的演讲、实验或是参观,都让参与的学生心到眼到手到口到,获益良多。

第一天的开场由阳明先进生医光电中心的研究员孙家伟博士开场,孙博士同时也是台大光电所毕业的杰出校友,目前从事的研究为利用光学探勘来早期发现一些严重的遗传性疾病,例如帕金森氏症等等。接着由本所固态照明的专家黄建璋教授带来台湾固态照明技术的发展,台湾在LED颗粒的产值位居世界前三,在LED走出屏幕而跨入照明时,台湾有何优势?未来台湾的光电产业又该何去何从?黄教授在课堂上精辟地回答了同学的疑问,也让同学更加深信光电产业在台湾具有无限的潜力。下午的课程由林晃岩教授为大家讲解光电所提供的三项实验的原理以及操作流程,让同学实际操作,认识在原文书上的原理,使实作以及理论更加相辅相成,加深学员的印象。接着我们陆续参访了所上彭隆瀚老师、林清富老师、吴志毅老师的实验室,刚好跨足了光电的三大领域—有机光电、无机太阳能电池、以及固态照明等,透过学员和实验室团队的互动,让同学了解台大光电所的研究资源是丰富的、团队是优秀的,更能激起报考光电所的热情。

第二天一早八点我们顶着33度的高温在台大正门口集合,准备出发前往参访台湾光电产业的大本营—新竹科学工业园区,这次所上安排参访了两家国际大厂—晶元光电以及友达光电。晶元光电是台湾最大宗生产LED磊晶颗粒的厂商,在蓝光部分全球市占率达到八成,红光部分也达到六成。友达光电是全球前三大面板出货商,在大中小尺寸面板拥有完整的产品线。在参访的流程中,同学走遍了晶元光电的无尘室、办公大楼,以及到会议室听取主管的简报,同时也邀请了所上毕业的学长来做经验分享,令我惊讶的是同学在报告结束后还与主管相谈了接近一小时,显示同学对光电的就业情况十分关心。在友达光电部分,由人资处处长亲自接待我们,同时也安排了OLED部门主管报告友达光电在OLED面板上的布局,让同学最惊讶的是友达拥有完整的员工育乐设施,看到一整栋的活力馆让同学眼睛一亮,更憧憬能到如此规模的公司工作。夜幕低垂时回到台大校园,深深觉得此趟长征不虚此行。

第三天一早由蔡睿哲老师带来微机电组件在光通讯上的应用,接着黄鼎伟老师带来精采的光通讯领域发展概况演讲,在人类传输信息量日渐庞大的情况下,光通讯扮演了极其重要的角色,同时也是光电所发展的重点项目。再来由陈奕君老师带来光电所目前发展太阳能电池的概况,太阳能电池是近年来由于能源危机火速窜起的新兴领域,陈奕君老师更是这方面的佼佼者。最后由林晃岩老师带来显示技术及产业发展的演讲,显示技术不仅为半导体工业,由于牵扯到人眼视觉,更使得设计趋于复杂,林教授的讲解使学员了解原来在花花绿绿的显示器背后藏有这么多经验累积以及原理。在一连串课程结束后,由所长林清富老师与学员座谈以及颁赠结业证书,同时用深入浅出的方式为我们详细地分析介绍光电这个产业,到底台湾的优势在哪里,台大光电所在全世界的定位在哪里,也总结这几天的演讲,从能源、通讯、显示、生医到照明做了一个完整的介绍。从所长的介绍中得知,台大光电所发表的期刊论文在质在量不只和世界知名的大学并驾齐驱,甚至有超越他们的趋势。

很荣幸有这机会可以参与今年的光电营活动,有一种延续香火的使命感。多亏了提供演讲的教授们以及实验室讲解的同学们让我们的光电营丰富亮眼。最后要感谢所办力琪姐为筹办这个活动所花费的心力,也要感谢自愿参与服务的同学们:继兴、清枫、莉婷、琮闵以及林晃岩老师研究团队。当然最重要的是要感谢所长对光电营的支持,让我们活动办起来没有后顾之忧。

 

 
 

~ 参访晶元光电股份有限公司(参访时间:2011年7月14日)~(撰文:陈姿妤 )

参访成员:林清富所长、吴志毅副所长、林晃岩教授、邱奕鹏教授、陈奕君教授、何志浩教授、赖昆佑博士后研究、彭子轩博士生、魏祥钧博士生。

此次前往的晶元光电公司位于新竹工业科学园区,专业生产超高亮度发光二极管(LED)磊芯片及晶粒,并以自有的有机金属气相磊晶(MOVPE)技术,发展高亮度发光二极管系列产品。本次访问由该公司刘埃森经理亲自安排接待,以及光电研发中心谢明勋副总经理协同研发相关部门人员,与参访教师进行研究技术交流,经由本所参访教师分别简报研究领域专长,进行可能合作之讨论,随后由王学顺副理陪同参观该公司可转移之研究设备,顺利结束本次参访行程。希望经由此次参访交流,能建立起该公司与本所教师长期研究合作关系。

本所参访教师于晶元光电公司厂区合影


林清富所长进行研究简报


魏祥钧博士生代表苏国栋教授进行研究简报

彭子轩博士生代表王伦教授进行研究简报


参观晶元光电公司可转移之设备

 

 

 
 
Fabrication of Si Waveguides from a Regular Si Wafer Exploiting
Laser Reformation Technique

 Professor Ching-Fuh Lin's Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 林清富教授

Sub-wavelength optical wires fabricated using CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor) compatible techniques will lead the way to feasible and economic integration of optics and electronics. However, on the CMOS transistor layer, which necessitates thermal conduction through the silicon substrate, the SiO2 layer is very thin, so having more than a few hundred nanometers of SiO2 underneath the Si waveguide creates incompatibility. In addition, CMOS circuits are usually built on regular Si wafers instead of o called SOI (silicon on insulator) wafers. Here, we investigate a novel method to fabricate Si/SiO2 waveguides from a regular silicon wafer rather than SOI wafer. It allows the archtect of great flexibility in design and fully compatible with the CMOS circuitry.

As shown in Fig. 1, deep silicon ridges were firstly created using typical lithography and dry-etching process. Then, high-power excimer laser was used to illuminate the Si ridges. Under proper illuminating condition, the Si ridges would be melted and reshaped to circular-profile structure. Finally, high-temperature oxidation process was used to oxidize the reformed structure. The final oxidation of the neck of this reformed structure prevents optical loss due to light coupling from the waveguide to the substrate. A structure with a uniform round cross section was formed. It exhibits a Si core with a diameter of 400 nm. The result shows the potential of integrating electronics and photonics on a single chip.

Fig. 1 SEM images of fabricating Si waveguides (a) a Si ridge from a regular Si wafer; (b) a circular structure after laser reformation; (c) the structure after first oxidation and removing the oxide; (d) the structure after second oxidation.
 

 

 
 
论文题目:氧化锌奈米结构之制备及其光电分析与应用

姓名:赵家忻   指导教授:林清富教授

 

摘要

在本论文中,我们研究了使用水热法制备之氧化锌奈米结构的合成,同时也探讨了氧化锌奈米结构的合成机制及其材料和光电特性。材料特性检验由场发射电子显微以及X-ray绕射,能量散射X射线光谱仪来完成。同时也验证了氧化锌奈米数组在发光二极管上的应用。此论文重点分为四个部份:

  1. 氧化锌奈米结构的控制成长
  2. 氧化锌奈米结构的异质界面成长
  3. 氧化锌奈米结构增进发光二极管的出光效率
  4. 氮化镓奈米结构增进发光二极管的出光效率

电子显微镜图:可控制尺寸之氧化锌奈米柱

氮化镓发光二极管之输出强度随氧花锌奈米柱长度的变化图。
红色曲线为对照的组件发光强度。  

 

 

论文题目:整合微球面反射镜于悬臂梁自由端之设计与应用

姓名:廖均达   指导教授:蔡睿哲教授


摘要

藉由整合微球面反射镜于悬臂梁传感器(Cantilever sensor)之自由端(Free end),可以放大激光光束的光学偏折角(Optical deflection angle),进而提升悬臂梁传感器所搭配之光学侦测系统的灵敏度(Sensitivity)。而微球面反射镜之曲率半径的设计将关系着光学侦测系统之灵敏度所能提升的程度。可以从理论模拟与实验中得到验证。当我们固定初始的入射角度(45度),比较相同的悬臂梁自由端位移量(Cantilever tip displacement),配置曲率半径较小的微球面反射镜(即较大的曲率)能够产生较大的光学偏折角,也因此有较好的光学侦测系统灵敏度。例如: 当悬臂梁传感器配置曲率半径为4.8 mm的微球面反射镜时,此传感器所产生之激光光束扫瞄位移(Optical beam displacement),比没有配置微球面反射镜的悬臂梁传感器大2倍以上[图一]。此外,当我们在悬臂梁传感器自由端配置某一个曲率的微球面反射镜时,我们还可以藉由操作不同的入射角来改变光学侦测系统的灵敏度,由理论模拟与实验可知,较大的入射角度能够产生较佳的光学侦测系统灵敏度。例如: 当R=4.8 mm时,60度入射时所产生的 激光光束扫描位移,就比没有配置微球面反射镜之悬臂梁传感器大3倍 [图二]。这些特性都是过往悬臂梁传感器所没有的,也因此整合微球面镜反射之悬臂梁传感器,具备了更佳的实际应用潜力。

图一

 

图二

 

 
 
 

— 数据提供:影像显示科技知识平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃岩教授、陈韦仲 —

MIT开发出可利用光蓄热的「循环型怀炉」,材料采用CNT和偶氮苯 

美国麻省理工学院(MIT)宣布开发出新型「太阳能燃料(Solar Thermal Fuels)」。可像太阳能电池一样,以包括红外线在内的太阳光进行蓄热。此研究具有在蓄热状态下,对其进行一定的加热后,会快速释放出几百℃热量的性质。而且即使反复进行散热和蓄热,性能也不会劣化。这种新型材料不同于普通的蓄热材料,即使长时间保存热量也几乎不会释放出去,是其特点之一。此研究成果有希望被广泛用于利用光进行蓄热,而且可以反复使用的「循环型怀炉(Kairo)」,或组合使用太阳能电池和充电电池的「散热蓄热型」组件。

开发出这种材料的是MIT副教授Jeffrey Grossman的研发小组。Grossman等人一直致力于推动研发可利用光进行蓄热,而且可反复循环散热的材料。2010年10月曾就蓄热材料「Fulvalene Diruthenium」的工作原理进行过发布。不过,当时的Fulvalene Diruthenium还存在两大课题。(1)使用了稀有金属钌(Ru),(2)蓄热时的体积能量密度还较低。

此次则没有在材料中采用稀有金属,而是采用了具有丰富储量的偶氮苯与碳奈米管(CNT)的化合物。体积能量密度在理论上最大为690Wh/L,是传统材料的3万倍以上。另外,散热时的温度最高达到620K(约347℃)。与太阳能电池一样,可将太阳能转换成热量并储存起来,经计算其能量转换效率约为7.2%。

偶氮苯是有机染料中的一种,其形状是透过双键氮原子(N)连接两个苯环。如果向其照射光线或对其进行加热的话,苯环之间的配置会在「反式体」和「顺式体」之间发生可逆变化。该性质称为「光异构化反应」,具有将光能作为材料内的能量存储起来,或作为热量释放出去的功能。

此次采用改性材料,可透过偶氮苯在CNT周围将其有规则地包围起来,因此CNT的主要作用是「像结晶那样高密度地配置偶氮苯」。由此可以增加体积能量密度,而且反式体和顺式体的能阶差(ΔH)也会增大。另外还可以减小状态间转化所需的「活化能」(Ea)。此次材料的ΔH在1.55 eV左右,Ea在1.2 eV左右。要想散热的话,就需要追加热量和闪光等超过该Ea的能量,或者使用可减小Ea的触媒转换器。

Grossman等人表示「偶氮苯只是众多光异构体材料的冰山一角」,今后还计划将偶氮苯以外的已知光异构体与CNT结合,以研究其蓄热和散热的功能。

 

中文新闻来源: http://big5.nikkeibp.com.cn/news/econ/57282-20110720.html
   
 
 
 
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