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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：2013.10.25 |
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本所11月份演講公告：
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日期
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講者簡介 |
講題 |
地點 |
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光電論壇 |
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11/1 (Fri) |
鄭木海教授
國立中山大學光電工程學系 |
結合藝術與科學高耦光元件與模組之構裝
(The Art and Science of Packaging High-Coupling Photonics Devices and Modules)
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博理館
101演講廳
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15:30-17:00 |
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11/15 (Fri) |
李正中教授
國立中央大學光電科學與工程學系 |
Coatings for DUV & EUV |
博理館
101演講廳
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15:30-17:00 |
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11/22 (Fri) |
陳俐吟助理教授
國立中山大學光電工程學系
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待訂 |
博理館
101演講廳
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15:30-17:00 |
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11/29 (Fri) |
Prof. Charles W. Tu
Distinguished Professor, ECE Dept.,
University of California |
待訂 |
博理館
101演講廳
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15:30-17:00 |
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10月份「光電論壇」演講花絮（花絮整理：姚力琪） |
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時間： |
102年10月4日（星期五）下午3點30分 |
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講者： |
張雄教授（東南大學電子科學與工程學院先進光子學中心
） |
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講題： |
MOCVD growth and fabrication process of high performance GaN-based LEDs |
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張雄教授10月4日（星期五）應馮哲川教授之邀請，蒞臨本所訪問，並於博理館101演講廳發表演說。張教授本次演講題目為「MOCVD growth and fabrication process of high performance GaN-based LEDs｣。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，本所師生皆獲益良多。 |
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張雄教授（右）與本場演講主持人曾雪峰教授（左）合影。
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時間： |
102年10月18日（星期五）下午3點30分 |
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講者： |
郭浩中教授（Distinguished Professor, Institute of Electro-optical Engineering, NCTU） |
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講題： |
Recent progress of
efficiency droop improvement for high efficiency GaN-based light-emitting diodes |
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郭浩中教授於10月18日（星期五）蒞臨本所訪問，並於博理館101演講廳發表演說，講題為「Recent progress of efficiency droop
improvement for high efficiency GaN-based light-emitting diodes」。演講內容豐富精彩，本所教師及學生皆熱烈參加，與現場同學互動佳，本所師生皆獲益良多。 |
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郭浩中教授（右）與本場演講主持人曾雪峰教授（左）合影。
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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 ～
撰文：光電所碩士班學生呂韋辰
【之二】
在St Andrews學校待的時間其實不長只有三個月，如果扣除最後三週考試和復習的時間，實際上課天數大概只剩兩個月。在這段期間內，總共有兩門必修和其他四門選修課要上。必修課包括研究技巧
（Research Skill）還有光電實驗課（Photonics Laboratory）。研究技巧會讓我們上台練習口頭報告、撰寫跟光電科技相關的文章，以及期末要交一篇介紹之後論文研究主題的大報告（大概3000字）。這些安排目的是要讓我們先對論文有初步的研究，並且能夠練習整理收集到的資料，進而歸納成一篇完整的文章。至於光電實驗則有點類似台灣的實驗課。每一到兩週每個人要完成一項實驗，每項實驗可能佔1到2分不等，整個學期總共要完成8分的實驗（另有2分報告分）。這門課特別的地方在於有非常多不同種類的實驗可以選擇，像是Solar cell、LED、SHG、Optical tweezer等，甚至還可以選去無塵室作實驗。此外，每當完成一個實驗後，都必須要帶著實驗記錄本跟實驗的數據、筆記去找老師評分。老師會根據記錄本上寫的資訊和實驗的數據來問問題，最後再給一個分數。除必修課外，還要上四門選修課，所以一周並沒有太多空堂時間。
歐洲上課的方式跟台灣不盡相同，學生通常跟老師互動頻繁。老師可能會拋磚引玉地丟出一個問題希望學生思考，學生也會很樂意且主動地嘗試表達自己的想法，即使答案不一定正確。在St Andrews，一堂課可能會由兩個老師針對不同主題來上課，所以作業考試也會由不同老師各自出題。這邊沒有期中考，作業又只佔一小部份，所以期末考會佔總成績大約85%，等於是一試定江山，因此最後期末考周學生都會非常認真來準備，圖書館一定是呈現爆滿的狀態。
考試的話，學校網頁都可以找得到考古題。但是有考古題也沒有用，因為考古題是用來給學生參考考試題型的，考試不會出重複的題目。題型也很特別。考卷會分成兩大部份，第一部分的題目必須要全部作答，而第二部分的題目就可以選其中幾題來作答（5選3或4選2），學生可以選自己比較有把握的題目。但是考試時間通常很短，大概一到兩小時，所以一旦選定作答題目最好不要輕易更改。歐洲學校評分的量尺標準跟台灣也不一樣。那邊滿分是20分，10分及格，通常拿個14、15分老師就覺得給很高了（不過St Andrews以13.5分為及格標準）。在國外不管是上課、考試、評分方式都跟台灣不太一樣，所以我們過去是需要適應一下。但如果學習遇到問題的話，我覺得多去請教老師或同學能夠得到很大的幫助收穫，當然他們也非常樂意幫助我們。【精彩內容，下期待續～】
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Microwave Determination of Quantum-Well Capture and Escape Time in Light-Emitting Transistors
Professor Chao-Hsin Wu
Graduate Institute of Photonics and
Optoelectronics, National Taiwan University
臺灣大學光電所 吳肇欣教授
We demonstrated using microwave measurement (S-parameters) followed by small-signal analysis (Fig. 1) to determine the quantum-well (QW) capture and escape time of electrons in a light-emitting transistor (LET). The light-emitting transistor utilized embedded QWs in the base region of a heterojunction bipolar transistor (HBT) has been demonstrated with multi-GHz spontaneous optical bandwidth and recombination lifetime of a few ps.
The emitter-to-collector transit time (τec) of the LET related to the transistor cut-off frequency (fT) (Fig. 2) is composed of emitter charging time (τe), base transit time (τt), space charge transit time in base-collector junction (τsc), and collector charging time (τc). We found that base transit time,
τt, of the LET is much longer than that of the conventional HBT (25 ps to 5 ps) under same bias condition (Jc = 22.6 kA/cm2) due to the experience of capturing/escaping processes caused by the embedded QWs in the base region of the LET (Fig. 3).
This work has been published in IEEE Trans. Electron Devices, vol. 60, 1088 (2013).
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Figure 1. HBT and LET device schematic layout (quarter) and the corresponding small-signal equivalent circuit model. DE = 13 μm, DB = 27 μm, and DC = 50 μm. |
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Figure 2. (a) Experimental h21 curves (red triangle: HBT; blue circle: LET). The extrapolation curves shows the cut-off frequency, fT, at 0 dB of the HBT is 16 GHz (corresponding τec=10 ps), and 5.3 GHz of the LET (corresponding τec=30 ps). (b) Measured and modeled S-parameters of the HBT and LET. The S-parameters were measured in common-collector configuration. |
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Figure 3. Stack column plot of the components of emitter-to-collector transit time of the HBT and LET. Open circles represent the experimental emitter-collector transit time obtained from cut-off frequency (Fig. 2.(a).). The HBT base transit time (τt = 4.9 ps) is close to theoretical calculation, and the LET base transit time (τt = 25 ps) includes carrier capture and escape time caused by QWs, which is about 20 ps. |
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論文題目：分佈回饋型有機雷射之研製與應用
姓名：鄭行傑 指導教授：吳忠幟教授
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由於分佈回饋型有機雷射(Distributed feedback organic lasers)可以作為有機感測器、光通訊、光譜學、整合光器件和生物領域的應用，近年來已經成為廣泛研究的主題。在本篇論文中，我們研究有機材料的分佈回饋型雷射之製程和特性，並討論該雷射的可能應用。
我們首先應用電子束顯影(EBL)方法和反應性離子蝕刻(RIE)方法來實現高品質的分佈回饋型共振腔(DFB Resonator)。使用該分佈回饋型共振腔的T3有機材料之有機雷射具有低雷射閾值(Threshold)。按照分佈回饋型共振腔的理論，藉由分佈回饋型有機雷射參數的變化，雷射特性可以調變，實驗結果符合理論的預期。
根據先前有關退火後之T3薄膜中分子會重新排列方向的結果，我們利用由T3分子重新排列所造成之分佈回饋型雷射的等效折射率變化特性，實現同一試片中，分佈回饋型雷射的雷射波長連續調變。此外我們應用能伸展或有彈性的基板，利用基板的延展所造成的分佈回饋型共振腔週期長度變化，進而實現分佈回饋型有機雷射之發射波長調整。最後，我們應用寡聚芴(Oligofluorene)薄膜對氧氣所具有感測的能力，藉由分佈回饋型有機雷射來加強感測的能力並作為氧氣感測器。其具有高感測度與快速的反應時間。
本篇論文完成了具有世界水準的有機雷射，並進而實現與理論吻合的兩種波長調整機制，並利用有機雷射實現了相關的應用，且有相當令人滿意的結果。
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圖一、T3分佈回饋型有機雷射的雷射輸出特性 |
圖二、剛沉積和不同退火條件下所測量之T3分佈回饋型有機雷射的雷射光譜 |
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論文題目：生物耦聯金奈米環的製作與應用
姓名：曾虹諭 指導教授：楊志忠教授
| 摘要 |
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在本研究中，我們展示高濃度金奈米環(Au nanoring)水溶液的製備方法及其應用。我們使用奈米壓印(nano-imprint lithography)技術以及金的二次濺鍍(secondary sputtering)製程在高分子基板上製作生物耦聯(bio-conjugated)之金奈米環，並轉移到水溶液。在基板上進行奈米環的生物耦聯具有許多優點，包括可以有效避免奈米環在離心過程中的損失，進而提升其產率。接下來，我們將生物耦聯之金奈米環施加在人類肝癌細胞中，在波長為1315奈米的雷射照射下，展示金奈米環的光熱治療(photothermal therapy)效果。經由量測不同強度之雷射對細胞的殺傷範圍，我們可以推算出造成細胞損傷的臨界雷射強度。
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圖一、不同高度之金奈米環其SEM圖及消散頻譜。 |
圖二、施加金奈米環後經過雷射照射之人類肝癌細胞。靠近光源中心之圓形區域可看到受損傷之癌細胞(染色後呈藍色)，其邊界之雷射強度為殺傷癌細胞之臨界雷射強度。 |
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資料提供：影像顯示科技知識平台 (DTKP, Display Technology
Knowledge Platform) —
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整理：林晃巖教授、張劭宇 —
光子晶體：通往可見光的橋樑
光子晶體是一種可以用來限制或是控制某一特定頻帶(亦即光子能隙)的週期性介電質結構，因此，光子晶體在全光積體電路上是一個很重要的構成元件，可以在一個很寬的頻帶裡，動態地調整光子能隙是一個很重要的系統需求，但是至今卻還很難真正達成，不過現在，台灣的Tsung-Hsien Lin以及在美國的同事展示了利用藍相(BP)液晶光子晶體，使其可以在整段可見光頻帶範圍內做光學上的能隙調整。
藍相液晶光子晶體是很容易製作的，它是利用液晶經過自我組成(self-organization)的機制下，形成尺度為幾百奈米的三維週期立方晶格結構，研究學者發現這種由對掌性碳偶氮苯1.7%、層列型液晶E48 (54.3%)、旋光參雜物質S811 (29%) 和R811 (15%)組成的化合物，其光子能隙經由藍光的照射下可以在相當寬廣的頻帶範圍內作調整。
這種化合物存在著BP I與BP II兩種狀態，而這兩種狀態的光子能隙皆落在可見光頻帶內的不同區域，經由藍光(波長為408奈米)的照射或是溫度的改變，皆可使得在BP I與BP II這兩種狀態之間做可逆轉換，此化合物一開始在波長約為470奈米時會有布拉格反射(Bragg reflection)，經由藍光(強度為13 mW cm−2)的照射後，BP II的反射頻帶可連續往長波長的方向移動(從470至520奈米)，直到相變化變成BP I，當繼續照射藍光時，BP I的反射頻帶亦連續往更長波長移動(大約到630奈米)，經過這15秒的照射之後，BP I的反射頻帶就不再移動而停留在630奈米處(整個轉換流程如圖一所示)。雖然在自然情況下因為熱的衰減從BP I轉變至BP II需要花數個小時，但是可以經由照射波長為532奈米的光(強度為24 mW cm−2)來加速轉換速率，而研究中也發現當添加的對掌性物質濃度由1.7% 提升至 3.5%時，它可以調節的能隙範圍由470–630奈米增加到420–710 奈米(如圖二及圖三所示)。
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圖一、A、B分別為對掌性物質濃度1.7%並以408奈米藍光雷射持續照射0、5、7、15秒下的反射式意圖以及實際圖。 |
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圖二、A、B分別為對掌性物質濃度3.5%並以408奈米藍光雷射持續照射0、2、8、10、27秒時它的反射式意圖以及實際圖，由圖中可以發現當旋光劑濃度由1.7%增加至3.5%它的反射頻譜範圍變廣了(多了紫外光波段)。 |
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圖三、在對掌性物質濃度3.5%下經由波長408奈米的光照射2、4、6、8、9、12、18、27秒(由左至右)的反射頻譜圖，它的逆過程在波長532奈米的光照射下則需要33秒的時間完成，並且由圖中可知當照射時間越長，它的反射頻譜會往長波長移動。 |
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資料來源 1. |
Noriaki Horiuchi, Photonic crystals: Bridging the visible, Nature Photonics 7, 767, 2013.
doi:10.1038/nphoton.2013.255. Published online 27 September 2013
http://www.nature.com/nphoton/journal/v7/n10/full/nphoton.2013.255.html |
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資料來源 2. |
Tsung-Hsien Lin, Yannian Li, Chun-Ta Wang, Hung-Chang Jau, Chun-Wei Chen, Cheng-Chung Li, Hari Krishna Bisoyi, Timothy J. Bunning, Quan Li, Red, Green and Blue Reflections Enabled in an Optically Tunable Self-Organized 3D Cubic Nanostructured Thin Film, Adv. Mater. 25(36), 5050–5054, 2013
http://dx.doi.org/10.1002/adma.201300798; 2013
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