105期 2015年2,3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:2015.03.15
 
 
 本所林清富教授、沈品均碩士生榮獲「103年度科技部傑出技術移轉貢獻獎」,特此恭賀!
 
發明人 研發成果

林清富教授、
沈品均碩士生

製作參雜金屬離子之硫化鋅奈米粒子的方法以及應用其進行光致發暖白光的方法

本所3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

3/13 (Fri) 李嗣涔教授
臺灣大學電機系
信息醫學—X信息的發現 博理館
101演講廳
16:30~18:00
3/20 (Fri) 林清富教授
臺灣大學光電所
環保和健康維護的光電科技(Photonics for Environment and Health Protection 博理館
101演講廳
16:30~18:00
3/27 (Fri) 黃得瑞教授
東華大學光電工程學系

太陽能電池的發展思考與契機(Potential Opportunities and Development Strategies of Solar Cells)

博理館
101演講廳
16:30~18:00

 

 

 

 
 
     
 

~ 馮哲川教授榮退紀念 ~

(本文彙整:光電所林恭如教授兼所長)

教育經歷(從大學本科開始,按時間倒排序)

1983/1 – 1987/12,匹茲堡大學(美),物理與天文系,博士
1978/10 – 1981/10,北京大學,物理系,碩士
1962/9 – 1968/12,北京大學,物理系,學士

工作經歷(按時間倒排序)

2003/8 – 2015/2,國立臺灣大學,光電所暨電機系,教授
2002/5 – 2003/7,喬治亞理工學院,電機與計算機工程系,資深科學家
2001/3 – 2002/4,Axcel光電公司(美),首席科學家
1998/2 – 2001/2,材料工程研究院(新加坡),光電部,資深研究專家
1995/10 – 1998/1,Emcore公司(美),研究部,專職科學家
1995/1 – 1995/9,喬治亞理工學院,電機與計算機工程系,研究工程師
1992/10 – 1995/1,新加坡大學,物理系,資深專家
1988/1 – 1992/9,Emory大學(美),物理系,副研究員/研究助理教授

圖一、馮哲川教授攝於臺灣大學椰林大道一隅。

圖二、參訪莫斯科大學留念。

積極奉獻

馮教授在光電所十餘年教職中於教學方面不遺餘力,這十一年間積極任事由光電所籌辦之臺灣大學「光電科技學程」委員會成員,並開授了以英語授課的研究所課程包括Introduction to Display Technologies(顯示技術導論)、Wide Gap Semiconductor Engineering(寬能隙半導體技術)、Compound Semiconductor Characterization Technologies (化合物半導體檢測技術)、Short Wavelength Semiconductor Engineering(短波長半導體工程)等課程。在馮教授任職的期間,我們臺灣大學的世界大學排名同時也進步到80名左右、電機系則進步到30名左右。這是全體教職員生共同努力所獲致的成果,但馮教授在新課程英語教學以及在前瞻研究方面的大量著作特別是六本重量級的書籍著作實在是功不可沒。

在國際學術交流的方面,馮教授曾經擔任過許多光電、材料相關重要國際會議的keynote、plenary、邀請演講者。他也是Physics Review Letter, Physics Review B, Applied Physics Letters等重要學術期刊的審稿者。他也曾擔任期刊專刊例如Thin Solid Films and Surface & Coatings Technology的客座編輯。在2003年迄今這段期間,他也榮任許多大陸大學的客座教授;這些大學包括四川大學、南京工業大學、華中科技大學、華南師範大學。他也是許多重要國際會議議程委員會的成員;這些研討會包括Asian-Pacific Conferences on Chemical Vapor Deposition, International conference for white LEDs and solid state lightings。他是臺灣鍍膜科技學會(TACT)的理事。此外在2013年也被授予SPIE Fellow的榮譽。

根據光電所的學術研究資料統計,馮教授在臺灣大學光電所暨電機系的十一年間,他一共發表了112篇期刊論文,絕大多數被收錄在SCI資料庫、有一些則被收錄在EI資料庫。他也發表了多達250篇研討會論文。這些論文含攝了當今重要的固態奈米、光電、電子領域,包括III-Nitrides、SiC、ZnO、III-V、II-VI、氧化物、奈米碳管等具有元件應用性的材料。作為一位資深的科研工作者,他以身作則指導、培養研究生與年輕的教授學習擔任研究的主要工作、並鼓勵他們以第一作者發表文章。特別的是在這段期間,他擔任編輯,集結這些研究工作者在世界知名的科研出版社:Taylor/Francisco (USA)、Springer (Germany)、以及Imperial College Press (UK)出版了三個寬能矽半導體領域的六本重要專書。

圖三、馮教授編纂的六本英文版研究專書。

同仁回憶

馮教授當年仍在亞特蘭大工作之際,本所楊志忠教授時任本校光電所所長,特為聘任一事兼程赴美拜訪馮教授,隨後更是不遺餘力奔走,使馮教授能順利應聘至本校光電所就職。楊教授半開玩笑說起馮教授當年曾經不希望女兒隨臺灣女婿(馮教授的女婿亦是本校電機系1986級校友,本所黃升龍教授與彭隆瀚教授的同班同學)返臺,不想自己反而卻先女兒一步赴臺灣大學就任教職工作。本所林浩雄教授也回憶馮教授在2003年八月到臺灣大學就職當時任電機系副系主任,當年馮教授是在美國喬治亞理工學院電機與電腦工程學系(Department of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, USA)任職。該校排名世界前10大,而該系排名電機領域之前2-4名。馮教授經光電所楊志忠所長提聘以正教授職務延聘到職。

圖四、馮哲川教授到任時電機之友特別報導。

馮教授在任光電所教授期間廣結善緣,與學校內外各領域學者多方合作,與本所林浩雄教授、劉致為教授、凝態中心林麗瓊教授與陳貴賢教授,以及大葉大學武東星教授均有長期的合作關係。此後十餘年間,馮教授與除上述教授之外許多教授在學術都有相當深厚的合作關係,包括共同指導碩士與博士研究生、共同發表一系列的重要期刊論文、共同安排包括由大陸來的訪問研究人員、研究生進行各項研究,特別的是共同利用稀有的新竹同步輻射研究中心光源進行原子結構研究。林浩雄教授更進一步說明:「我的合作者馮哲川教授是一位充滿了學術經驗與研究熱忱的科研工作者;他以充沛的活力,奔走、聯繫、發展學術的合作,使得臺灣、大陸、甚至美國的貴重儀器設施能夠藉著這些學術合作能夠充分應用。讓合作的科研工作者、學生能因而拓展研究的限制,並獲致產生了重要研究成果並在重要的科學期刊例如Optics Express、Applied Physics Letters、Physical Review B等發表。」

馮教授在臺灣大學任職期間,充分顯示了他的科研領導能力,以其旺盛的科研熱忱,帶領年輕的科研工作者,進入前瞻的科研領域。例如他充分利用臺灣先進的同步輻射光源探索許多前瞻的光電、電子材料結構等等,這些事蹟也受到包括劉致為教授、林浩雄教授與林恭如教授在內的許多本所同仁推崇備至。咸認作為馮教授的共同研究者一起指導研究生、並體會他的積極與戮力以赴因而完成獲致許多研究成果,是這些研究同儕至今仍樂於持續合作的動力。馮教授有很強的國際學術合作整合能力,他曾經帶領超過20位大陸研究生在臺灣大學的實驗室或其他的實驗室進行短期的合作研究,他也安排多位來自美國、新加坡、印度、歐盟的重要教授到臺灣大學來進行短期訪問與合作。這方面的整合獲致了相當好的科研成果。馮教授為人也非常熱心,在去年底由楊志忠教授順邀正在臺灣訪問,以開發藍光半導體發光元件榮膺新科諾貝爾物理桂冠得主的天野浩教授,由高雄兼程趕來臺北參加臺灣大學光電所光電論壇給予專題演講,路途中馮教授代表楊教授一路陪同天野教授,甚至因時程因素主動縮短自己榮退演講時間也不以為意。馮教授經常與大家分享他四海為家交聞廣闊的遊歷,這種體現四海內皆兄弟、天下廣任翱翔的精神,確實頗令後輩嚮往推崇。

圖五、馮哲川教授與2014諾貝爾物理獎得主天野浩教授合影。

圖六、馮哲川教授以北京大學物理系校友身份返校參加北大物理一百年慶祝活動。

在光電所為馮教授舉辦的榮退紀念演講會中,包括前電資學院院長貝蘇章教授、與幾位前後任光電所所長如張宏鈞教授、林清富教授與黃升龍教授,與半數以上本所同仁都出席參加。馮教授仍舊滔滔不絕地闡述著他在碳化矽半導體方面數十年的研究心得,讓光電所與電資學院的師生同仁在短短的數十分鐘,就能夠體會馮教授半生研究的精采。張宏鈞教授在電機系辦理榮退紀念會中憶及馮教授每每在電機系與光電所的各種會議上,總還孜孜不倦地看著期刊論文的紙本並且仔細地在上面用紅筆加直線或註記文字,張教授說:「我們大家一般都是利用午餐會談休息或是與同事閒聊,像馮教授一樣在會議中這麼認真於研究的同仁不多。」隨後,電機系張時中教授則想起經常在教授休息室看到馮教授目不轉睛地盯著電視節目看一兩個鐘頭,後來才曉得馮教授是以校為家的人,而看電視是他研究工作之餘唯一的娛樂。林所長特別記得的事是馮教授用A4紙條列待處理工作,等工作完成後再逐一將A4紙一條條撕除,這樣經年累月養成的習慣,更是令後學在研究態度上難以望其項背。

圖七、馮哲川教授103年12月19日於博理館101演講廳發表榮退演說。光電所所長林恭如教授致贈榮退紀念禮物。

研究經歷

馮哲川教授自2003年至今任教於國立臺灣大學光電所暨電機系,他參與編輯及出版高效能複合半導體及顯微結構、多孔矽、III族氮化物半導體、III族氮化物元件、氧化鋅及奈米工程領域的9本專書,發表過超過530篇論文(超過220篇SCI收錄)並被引用超過2,600次。他在不同的國際會議及大學擔任規劃人及邀請講者,並擔任Physics Review Letters、Physics Review B、Applied Physics Letter等著名國際期刊的審查人,Thin Solid Films and Surface & Coatings Technology期刊的主持客座編輯,及南京工業大學、華南師範大學、華中科技大學、南開大學、天津師範大學的訪問教授。他目前是亞洲化學氣相沉積會議國際組織委員會委員、白光LED國際會議組織委員會委員、臺灣鍍膜科技協會前理監事會成員。馮教授目前研究課題主要是著重在寬能隙半導體(SiC、III-Nitrides、ZnO等)和微奈結構的多學科材料研究、微奈米器件的研發、金屬氧化物化學氣相磊晶等技術的成長研發,希望對於以上複合材料及器件的改進提供貢獻。馮教授榮膺2013 SPIE Fellow。

馮哲川教授自1983年至今從事碳化矽研究超過30年。成果多且傑出,在國際碳化矽研究領域有重要貢獻和影響。其許多碳化矽論文被廣泛引用,如1988年出版於Journal of Applied Physics的3篇長論文(均超過10多頁)至今仍被引用,已超過300多次。此外,兩家著名國際科技出版商Springer和Taylor & Francis出版其碳化矽專書:《SiC Power Materials – Devices and Applications》(Editor: Zhe Chuan FENG, Springer, Berlin, 450 pp, 2004);《Silicon Carbide: Materials, Processings and Devices》(Editors: Zhe Chuan FENG and Jian H. ZHAO, Taylor & Francis Books, Inc., New York, 416 pp, 2003)。

目前的主要研究領域和研究課題是著重在寬能隙半導體的多學科材料研究及奈米器件製程及研發、金屬氧化物化學氣相磊晶和其他技術長晶及研究、多學科檢測技術在光學/電子材料/結構的應用、電腦理論模擬寬能隙半導體及奈米結構之光學和材料特性,希望對於以上複合材料的改進提供貢獻,例如:探索不同的長晶方法,研究生長過程的缺陷和問題,深入其物理機制和瞭解光學及結構實驗上的發現 ,探索新路徑以控制生長過程中產生的缺陷,以製成高質量的碳化矽、氮化物、氧化物和其他磊晶材料和器件。

生活翦影

圖八、馮哲川教授與母親及家人合影。

 

 

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:光電所碩士班學生李偉任

在歐洲這一年的生活跟臺灣非常迥異,首先要先學習的就是要如何餵飽自己,煮飯做菜是每個留學生必備之技能,過慣了臺灣隨處可吃的生活後,剛來到歐洲求學真的不太適應,光是下課回宿舍煮飯、吃飯、洗碗,就花了我們大半時間。而且一開始還不太會煮,常常都要花許多時間。但也漸漸地找到了烹飪的興趣,有時候難得早點下課或是週末假日,我就會上網找一些想吃的臺灣料理的食譜,開始洗手作羹湯。跟同學也常常一起煮飯吃飯分享食物,也算是在求學中的樂趣之一。

蘇格蘭聖安德魯斯是一個歷史悠久又純樸的小鎮,所以沒什麼太多的娛樂生活,我們卻因此找到了逛超市的樂趣,因為宿舍跟超市距離非常遠(步行大約都要20~30分鐘左右才會到),我們平均大概一周會去採買一到兩次,每次都是好幾天份的量,所以逛超市便成為我們每週期待的活動。在聖安的超市以Tesco、Aldi、Morrisons為主,另外還有Sainsbury's可供選擇,每家超市的特性都不同。Tesco就在鎮上,非常方便但是價格稍貴一些,適合臨時有缺什麼食材下課後可以直接去買;Aldi是德國的廉價超市,賣的東西選擇性較少且品質沒有那麼好但價格非常便宜,是我們比較常去的超市;Morrisons是在Aldi附近的一家大型的超市,選擇種類最多,價格介於Tesco與Aldi之間,常常會有促銷活動。

在聖安的生活比較單純,步調也比較慢。因為修課與繁重的課業之緣故,大部分的時間都花在上課、寫作業、實驗課跟準備考試上面,但休閒娛樂還是不能少,除了每週都會去打羽球之外,宿舍常常也會舉辦學生活動,或是宿舍同學間也會辦Party,以學生生活為重心。此外我們也有參加學校社團舉辦的歌唱比賽,在國外的期間會更有勇氣去嘗試一些以前在臺灣可能不敢參加的活動。

下學期到了比利時布魯塞爾之後,生活就跟聖安很不一樣,一開始最需要適應的就是語言的問題,在聖安因為都是英文所以都還可以理解,除了蘇格蘭腔調之外。而在布魯塞爾是雙語區城市,在荷語與法語的夾攻之下,一開始真的很不習慣。但大約一個月之後就可以大致知道某些單字跟簡單的對話,也就會習慣了。布魯塞爾是一個非常國際化的都市,因為下學期沒有修課其實跟學生的接觸就會比較少,大部分交流都是與實驗室的學長姐或同學。另外因為有持續在打羽球的緣故,所以在體育館認識了一些新球友。

第二學期只有一門碩士論文研究,時間比較彈性,且比利時位於歐洲中心,到鄰近其他國家都非常方便,因此下學期的生活,只要一有空我比較常到鄰近的國家旅行,只要有一個週末的時間便可以到荷蘭或是盧森堡來個兩天一日遊。也可以趁復活節連續假期來個一週之旅。

從歐洲的生活中體會到了時間規劃的重要性以及獨立,因為在灣太方便了,有許多便宜又好吃的美食、24小時不打烊的商店,而到歐洲因為物價太昂貴因此必須自己煮三餐,另外商店大概都晚上八點就打烊,週日甚至幾乎都沒有開!這些不方便都需要想辦法去解決及適應,時間也常常在處理一些生活瑣事中不知不覺就流逝了,但後來漸漸會知道要怎麼把握時間,也很習慣自己去處理面對生活中的各種雜事,像是要如何在不懂法語或荷語的環境中與房東簽約、到市政廳註冊、超市購物等。這些生活體驗都非常難得,也讓我可以習慣陌生的環境並非常迅速地適應!【精彩內容,下期待續~】

上圖為初到聖安在中秋節時應景的自製月餅。

 

撰文:光電所碩士班學生陳井一

離鄉背井來到一個新環境,當興奮的情緒逐漸淡去,很快地隨之而來的就是種種的生活挑戰。

印象還頗深刻的是在剛踏入聖安的第二晚,就開始煩惱著要吃甚麼了。一方面的顧慮是這裡的食物太貴了,吃一餐平均要10磅(在比利時則差不多在7到10歐),這價位在臺灣就可以吃到飽了;另一方面在臺灣生活過太好了,平時都在外面吃,很少自己下廚,現在來到新環境需要開始學煮飯餵飽自己,就叫人束手無策了。但被環境所逼,很快地你不得不掌握這生活技能,而且你會開始享受這過程,給自己弄一頓好吃的。在聖安和根特,要購買食材都很方便,這裡有還不算小的超商(Tesco、Aldi、Lidl、Delhaize等)。各式各樣的蔬菜、水果、肉類生鮮、生活用品、甚至家電用品都可以買到。每天在家裡自行煮菜解決三餐的話,其實可以很省。平均一週會到超商買一次食材,大約30~40歐就可以解決了。當然這裡也找得到一些亞洲超商,想念中式食物的時候還是買得到。學校餐廳也是另外一個選擇,有學生優惠,價位大約是外面的一半,5歐/磅內就吃得到還不錯的一餐。

剛到聖安的時候是9月,正逢秋天,天氣還算涼爽的。但溫度轉涼的速度很快,早晚溫差很大,平時出門需要注意保暖。冬天也很快地跟著到來,12月的時候,溫度會降到零下5度左右。在歐洲的冬天雖然寒冷,但室內都備有暖氣設備,所以回到屋內其實挺溫暖的。來到了根特的時候很快地進入春天,我自己最喜歡這季節了。這簡直是最宜人的氣候,到處鳥語花香。當氣溫開始回升的時候,整座城市就充滿了生機。尤其是假日中午的時候,綠油油的草皮都佈滿著享受著日光的人潮。

住宿方面,在歐洲是相對貴了很多。就我而言,一個月的生活開銷平均在25K~30K,住宿就佔了一半以上。在聖安的住宿安排,在出發前就已經確定了。學校開放給學生申請的住宿種類很多,有House、Apartment、Studio等,當然價格也差很多。我住的是Fife Park House,整個學期(3.5個月)下來約1000英磅,已是當中最便宜的。Fife Park House是雙層樓的房子,上下各三間房間,一樓有不算大的廚房。不算大是因為當六位房友都同時擠到廚房來就顯得擁擠了。相較於Apartment(套房)或Studio(有自己的廚房),House屬於比較舊式的房子,因此隔音做得比較差。所以需要在生活品質和住宿開銷之間去做衡量。在根特方面,學校基本上也有安排住宿,但價位並沒有比較便宜(400歐)。在外面找房子反而有比較便宜的(250~400歐),視離學校、市區遠近而定。外面找房子的話,非常建議人在聖安(11月左右)的時候就開始找。因為語言不太通,加上無法到現場看房子,要找到滿意的會花上不少時間。另外也特別提醒關於抵押金退款方式和合約條件都要弄清楚,以免在退宿的時候才後知後覺地發現一些不合理的地方。

在聖安的住宿地點離系館和市區有些距離,若用走的單趟就會耗上20~30分鐘。當初到的時候很迫切地想找代步的腳踏車,但在聖安要找到便宜的腳踏車相對難很多,學校推出的二手腳踏車最低要價就90磅了,更別說新車了。當然有辦法和前人或學長姊便宜轉手最好不過。好在上學途中的沿路風景都很漂亮,而且其實步行去上學或到市區的人不少,儘管花的時間長了一點,但過程並不會讓你覺得漫長。在根特的話,交通方式選擇很多,而且可以隨季節選擇不一樣的交通方式。就我而言,冬天的時候由於天氣較濕冷,我都會選擇搭電車和轉公車。班次很多而且可以選擇買月票(學生優惠約20歐)。春天到來的時候,天氣轉好,可以到與學校合作的腳踏車出租商店去租一台(http://www.studentenmobiliteit.be/student/en/),價位相當便宜,3個月只要20歐的租金。個人覺得這是春天開始到學期結束最好的交通方式。【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生林詩穎

生活在蘇格蘭的St. Andrews小鎮,像是活在另一個世界、獨立的泡泡內,也許是因為那是一個田園小鎮,也許是因為是一個名符其實的大學城,所有生活圍繞著University of St. Andrews,顯得很單純和平靜。那裡的生活很規律,除了繁重的課業外,每個週末和大家一起到超市採購是一大樂趣,討論著該嘗試煮什麼中式料理,或是相互提醒買特價又好吃的冰淇淋,這樣雞毛蒜皮的小事卻是生活中不可缺少的樂趣。廚藝是每個留學生額外附贈的技能,大家都像是富有天分般地,查著食譜就能做出美味的中式料理,一解鄉愁之苦。

在開學的第一週,學校會舉辦社團聯展,有馬術、登山攀岩、各種球類…等各式各樣的社團可以選擇,在修課之餘,參加社團也是頗具樂趣的課外活動,像是和點心社的同學一起做蛋糕,即使之前沒有任何基礎,依然可以做出不美觀但可口的蛋糕呢!在蘇格蘭的一學期,我們也抓緊時間到鄰近城市觀光、旅遊,像是被視為蘇格蘭首府的愛丁堡以及蘇格蘭第一大城—格拉斯哥。不同於St. Andrews,愛丁堡是一個很都市化的城市,可以看到許多繁榮的商場、大樓,也可以看到保留良好的歷史建築。在歐洲,不能錯過的是當地的大教堂,經過幾百年的時間,許多教堂仍被維護得很好,看著雄偉而高聳的教堂,也不禁讚嘆當時建築工藝的能力,雖然我並非基督徒或是天主教徒,但透過語音導覽也能對當時的歷史背景略知一二。

在諸多回憶中,最難忘的莫過於期待冬天的第一場雪了。記得那陣子,每天早晨盯著手機氣象預報,總期盼下雪的符號快出現,零度的溫度快降臨,即使都已經凍到不願出門了,但這樣的期盼是繁重課業中的苦中作樂。一如往常地,在圖書館裡一邊啃著書又一邊望著窗外發呆,下著雨的天氣顯得有點糟糕,但剎那間狂風驟起,竟開始下著白色的雨,噢,不!是白色的片片雪花,第一次見到雪的驚喜感,讓我不顧他人眼光奔向門外,用雙手、身體親自感受我殷勤期盼的第一場雪,被雪覆蓋的草地、道路和房屋彷彿都和我一樣同等的驚喜,他們也因白雪而多了一層美,即使這場雪來得短暫而匆忙,卻讓我多了一個全新的體驗,也忍不住讚嘆大自然的奧妙和美麗。

在歐洲的這段期間,沒有台北的熱鬧,也沒有臺灣的便利,用緩慢的生活步調,卻深刻感受到「生活」兩個字是如何刻劃。也許是自己辛苦烹煮的食物,所以仔細品嘗;也許是異國風光,所以特別珍惜欣賞。在這裡,會遇上形形色色的人,看著大家的相異之處,會讓我們思考是什麼讓我們不一樣?是什麼讓自己不一樣?也許是來到了一個文化差異如此強烈的地方,讓我有機會更深刻地了解自己,能有這樣的機會,是幸運的。【精彩內容,下期待續~】

 

 

 
     
 
 
Vertically-Aligned Polymer-Stabilized Liquid Crystal (VA-PSLC) with a Curing Voltage

Professor Wing-Kit Choi

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 蔡永傑教授

We have recently been developing a new Liquid Crystal (LC) mode known as “Vertically-Aligned Polymer-Stabilized Liquid Crystal (VA-PSLC) with a curing voltage”. In this LC mode, a curing voltage was found to help reduce the otherwise strong scattering effect of a VA-PSLC. This LC mode was placed inside a Fabry-Perot cavity (coated with dielectric mirrors) to achieve a fast-response wavelength-tunable filter. Wavelength tuning range was found to decrease as curing voltage increased, which is consistent with what we expected since molecules had a larger pretilt angle when the curing voltage was higher. Shortening of response time (> 10X) was found as polymer concentration increased since the polymer effect helped improve the response speed. These filters can have potential in wavelength tuning applications such as Wavelength Division Multiplexing (WDM) in telecommunication systems where high speed is desirable. This new LC mode can also find applications where both fast response time and phase-only modulation are desirable (such as LCoS, beam steering, LC lens etc.)

 

Fig. 1. (Top) VA-PSLC with pretilt angle generated by a curing voltage. (Bottom) Structure of a VA-PSLC Fabry-Perot filter.

Fig. 2. Much reduced scattering (T) by adding a curing voltage.

Fig. 3. Shift of resonance peaks by applying voltage to a Fabry-Perot filter filled with VA-PSLC with a curing voltage.

Fig. 4. Shortening of response time as polymer concentration increases.

 

Ref: Wing-Kit Choi and Yan-Min Li , “Vertically-Aligned Polymer-Stabilized Liquid Crystals (VA-PSLC) with a Curing Voltage for fast-response wavelength tuning Applications”, accepted and to be published in Molecular Crystals and Liquid Crystals in March/April, 2015

 

Investigation of Junction Thermal Characteristics of 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 demonstrate the DC temperature-variation measurement including thermal-electric feedback coefficient to extract the junction temperature and thermal resistance of the light-emitting transistor (LET). The schematic of the device top view and cross section are shown (Fig. 1). The quantum-wells (QWs) embedded in the base region of the heterojunciton bipolar transistor (HBT) can enhance radiative recombination and carry out the energy by photons instead of phonons. Therefore, self-heating effect can be mitigated.

The thermal-electric feedback coefficient of the LET in this work is -2.07 mV/K under collector current of 2 mA (Fig. 2) and is larger than that (-1.66 mV/K) of the reference HBT. The thermal resistance of the LET is 993.3 oC/W at power consumption of 44.19 mW, while that of the reference HBT is 1027 oC/W at power consumption of 21 mW (Fig. 3). The large magnitude of the thermal-electric feedback coefficient of the LET can be explained by carrier dynamics mechanism in QWs such as temperature-dependent thermionic emission. By tuning the QW design of the LET, a more temperature-sensitive device can be achieved for future sensor application.

This work has been accepted by IEEE Trans. Electron Devices.
 

Fig. 1. (a) Schematic device top view layout and (b) cross section of the LET. The emitter area is 18 μm × 18 μm.

Fig. 2. Ta corresponding to several constant VBE values of P. All curves are at IC = 2 mA. The dashed lines are linear fitting to the symbols, extended to cross the P = 0 axis.

Fig. 3. Rth under different power dissipation P. The red circle points are the Rth of the LET and the blue rectangular points are the Rth of the HBT.

 

     
 
 
論文題目:發光與非發光週期性結構之電磁場數值分析

姓名:葉文嵐   指導教授:邱奕鵬教授

 

摘要

本論文利用兩種嚴謹電磁數值方法模擬含有繞射光柵的非發光性與自發光性的元件,並對其進行光學特性分析。

微米尺寸或次微米金屬光柵近來開始受到注目,但其劇烈變化的折射率差異造成數值模擬的困難。本論文發展一項多區域頻譜法模擬具有高導電性的金屬光柵,能夠準確有效率的分析其光學特性,結果參照圖一。藉由柴比雪夫多項式類頻譜法(Chebyshev pseudospectral method),我們將模擬區域分割為數個子區域,藉由各區域相鄰介面須滿足電磁連續的邊界條件,重新整合為一系統,能穩定並有效率的模擬高導電性的金屬光柵,而且分析精準度極高。因為柴比雪夫多項式類頻譜法的特性,具有極佳的計算效率,也避免掉常見的朗格插值震盪(Runge phenomenon)跟吉布斯現象(Gibbs phenomenon)的干擾,達到穩定跟高精準的收斂效果。

另外,本論文利用嚴格耦合波分析法(Rigorous coupled-wave analysis)研究了利用繞射光柵增益自發光元件的光學出光效率。我們先利用古典電磁學表示電偶極的發光特性,並結合嚴格耦合波分析法計算含有光柵的光學微共振腔發光元件的出光效率。薄膜發光二極體跟有機發光二極體均在討論範圍內。由模擬結果找出最佳化發光結構,參照圖二。

最後本論文建構一套系統,結合嚴謹電磁模型跟幾何光學,能分析包含釐米尺寸的微透鏡發光元件。

圖一、折射率為 n=10i 的高導電性金屬光柵的負一階反射率

圖二、含有一維光柵的OLED出光增益對光柵參數的變化

 

論文題目:奈米光柵結構應用於3D立體顯示

姓名:林明毅   指導教授:李嗣涔教授、林晃巖教授


摘要

本論文探究如何利用奈米光柵(nano-grating)結構製作出不同類型的極化出光元件,使其應用於極化3D立體顯示系統。金屬奈米光柵結構有很高的熱穩定性,適合用於現代的顯示系統。奈米結構分別使用了雷射干涉曝光顯影、電子束曝光顯影與奈米壓印的方式來製作。根據不同的製程方式,我們對應設計出適合的偏光片與四分之一波片。此外,奈米光柵結構也可以當作透明電極使用(如圖一),並且應用在太陽能電池或是極化出光元件上。在偏光片的應用方面,我們製作出有極化出光的白光OLED,而且極化率可以到達93%。在相位延遲片的應用方面,我們製作並且設計出寬頻四分之一波片,此項技術可以簡化3D立體顯示系統的製程。在奈米光柵電極方面,我們應用在太陽能電池,以增加太陽能電池主動層的吸收。我們也進一步模擬了極化3D立體顯示系統的影像,以便了解影像品質與交互干擾的關係。此外,相對應的光學系統也架設以模擬實際3D立體顯示系統 (如圖二)。研究顯示奈米光柵結構在3D顯示系統應用上將有很大的潛力。

圖一、奈米光柵透明電極的SEM與AFM圖

圖二、奈米光柵搭配上3D眼鏡的影像

 

 
 
 

— 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、廖瑋珅 —

雷射細絲漩渦

來自美國的研究報告(Opt. Express 22, 26098–26102; 2014)中指出:雷射細絲(filaments)─在大氣中形成的雷射激發電漿(plasma)之薄線─在其尾端可以導致空氣漩渦(圖1)。當飛秒雷射脈衝(femtosecond laser pulses)的峰值功率足夠解離空氣且產生電漿就會形成這樣的細絲。當電漿的離焦效應(defocusing effects)被基於非線性光學克爾效應(Kerr effect)的自聚焦(self-focusing)所補償,其結果是一道雷射光會形成天然的“自我通道” (self-channelling)與產生空間侷限的雷射細絲。

 

圖1、在4 毫米玻璃管中以雷射細絲引發的漩渦對組。圖中央紫色部分為雷射細絲,所產生的漩渦對數及位置和雷射細絲相對於玻璃管的中央軸的位置有關。

Anton Ryabtsev和其在密西根州立大學(Michigan State University)的同事已經觀察到這些雷射細絲可以在乾燥的空氣中創造漩渦。研究團隊藉由聚焦雷射脈衝寬度40飛秒(能量為0.7毫焦耳和重複率(repetition rate)1000赫茲),從一個波長800奈米的再生放大器(regenerative amplifier)入射到一個中空玻璃管(glass tube,直徑為4或14毫米)而產生雷射細絲。利用波長532奈米雷射二極體形成一個綠光片面被用來作為一個玻璃管橫截面的成像。為了顯現空氣在管中流動的樣子,少量的丁醇(butanol)被當作散射粒子撒在玻璃管附近的空氣中。然後再用數位相機拍攝綠色雷射光散射的情形(如圖2)。

圖2、實驗設置示意圖。利用波長532奈米雷射二極體形成一個綠光片面被用來作為一個玻璃管橫截面的成像;由再生放大器發出800奈米雷射,經過玻璃管而產生雷射細絲與渦漩;再用數位相機拍攝綠色雷射光片面散射的情形。

實驗結果顯示,隨著雷射細絲的產生,成對的漩渦會在其尾端形成。精確的漩渦數及位置和細絲相對於玻璃管的中央軸的位置有關。當雷射光受阻或是沒有細絲形成,則無法觀察到任何空氣運動的現象。

研究人員認為漩渦的形成是因為雷射細絲激發空氣然後產生熱對流。事實上,在細絲的位置上放置電阻絲的實驗顯示,當電阻絲溫度達到攝氏150度時,會出現非常類似的氣流圖案和轉動速度(rotation speeds)。已知的是雷射激發電漿的核心溫度可以達到3000K至5000K。

研究結果顯示,雷射細絲在空氣中可以提供一個方法影響流體流動的動力學(fluid flow dynamics),而且當進行使用到雷射細絲的實驗時,尤其是使用分子標記速度量測技術(molecular tagging velocimetry),這個影響是需要被考慮在內。

 
參考資料:

1. Oliver Graydon, Ultrashort photonics: Filament vortices, Nature Photonics 8, 886 (2014). DOI:10.1038/nphoton.2014.287

http://www.nature.com/nphoton/journal/v8/n12/full/nphoton.2014.287.html

2. Anton Ryabtsev, Shahram Pouya, Manoochehr Koochesfahani, and Marcos Dantus, Vortices in the wake of a femtosecond laser filament, Optics Express, Vol. 22, Issue 21, pp. 26098-26102 (2014). DOI:10.1364/OE.22.026098

http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-22-21-26098

   
 
 
 
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