第113期 2015年11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:2015.11.30
 
 
本所林恭如教授與國際合作衍生之論文被Nature Photonics研究熱點引述並製作為焦點報導,特此恭賀!詳情請參閱本所網頁最新消息及焦點報導專區(http://gipo.ntu.edu.tw/p5news-detail.php?sn=8647)。

本所孫啟光教授、林恭如教授指導碩士生同學榮獲「中國電機工程學會104年度青年論文獎」,特此恭賀!得獎名單如下:

第一名:
獲獎同學 指導教授 論文題目
林重佑碩士生 林恭如教授 直調雙波長雷射載波之光微波整合網路通訊
第三名:
獲獎同學 指導教授 論文題目
李思宇碩士生 孫啟光教授 雙光子聲光顯微術的實現與架設

本所林恭如教授指導碩士生林俊諺同學榮獲「ACP 2015 Best Student Paper」,特此恭賀!

本所陳奕君教授指導碩士生許書銘同學榮獲「台灣真空學會2015年度會員大會暨論文發表會(TVS-2015)論文優等獎」及「International Electron Devices and Materials Symposium 2015 (IEDMS 2015) Best Paper Award」,特此恭賀!


本所王倫、彭隆瀚、蔡睿哲、吳育任、吳肇欣等教授,代表本所參加電資學院慢壘隊,榮獲「104學年度臺灣大學工學院、電資學院、法律學院暨理學院教職員工慢速壘球聯誼賽」亞軍,特此恭賀!

本所彭隆瀚、吳育任教授及姚力琪小姐等參加電資學院隊,榮獲本校「第66屆全校運動會教職員工組1200公尺接力賽」冠軍,特此恭賀!

本所12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

12/4 (Fri) Prof. Ursula J. Gibson Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology New materials for solar energy and mid-infrared applications 博理館
101演講廳
16:30~18:00
12/18 (Fri)

許炳堅處長

TSMC

待訂 博理館
101演講廳
16:30~18:00
12/25 (Fri) 駱遠教授
醫療器材與醫學影像研究所
Spatial-spectral biomedical imaging 博理館
101演講廳
16:30~18:00

 

 

 

 
 
10、11月份「光電所專題演講」花絮(花絮整理:姚力琪)
時間: 104年10月30日(星期五)下午4點30分
講者: Prof. Jia-Ming Liu (Electrical Engineering Department, UCLA)
講題: Terahertz Graphene Photonics and Plamsonics
  Prof. Jia-Ming Liu於10月30日(星期五)蒞臨本所訪問,並於電機二館105演講廳發表演說。Prof. Jia-Ming Liu本次演講題目為「Terahertz Graphene Photonics and Plamsonics」。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,師生皆獲益良多。

 

Prof. Jia-Ming Liu(左)與本所所長林恭如教授(右)合影

 

時間: 104年11月6日(星期五)下午4點30分
講者: 邱爾德教授(國立陽明大學生醫光電暨分子影像研究中心)
講題: How Optical Microrheology & Microscopy Quantify Biophysical Markers to Complement the Biochemical at Cellular and Sub-cellular Level?
  邱爾德教授於11月6日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。邱教授本次演講題目為「How Optical Microrheology & Microscopy Quantify Biophysical Markers to Complement the Biochemical at Cellular and Sub-cellular Level?」。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,師生皆獲益良多。
 

邱爾德教授(右)與本所李嗣涔教授(左)合影

 

時間: 104年11月16日(星期一)下午2點30分
講者: Prof. David J. Hagan (CREOL, UCF)
講題: Nonlinear refraction and absorption: Mechanisms, Characterization and Applications
  Prof. David J. Hagan於11月16日(星期一)應本所李君浩教授邀請,蒞臨本所訪問,並於電機二館105演講廳發表演說。Prof. David J. Hagan本次演講題目為「Nonlinear refraction and absorption: Mechanisms, Characterization and Applications」。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,師生皆獲益良多。

 

Prof. David J. Hagan(左)與本場演講主持人李君浩教授(右)合影

 

時間: 104年11月20日(星期五)下午4點30分
講者: 鄭木海教授(國立中興大學光電工程研究所客座教授)
講題: 結合藝術與科學高耦光元件之構裝(The Art and Science of Packaging High-Coupling Photonics Devices)
  鄭木海教授於11月20日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。鄭教授本次演講題目為「結合藝術與科學高耦光元件之構裝」。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,師生皆獲益良多。
 

鄭木海教授(中)與本所張宏鈞教授(左)及本場演講主持人黃升龍教授(右)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 ~

【之一】

撰文:光電所碩士班學生許喬為

在2014年9月至2015年6月期間,我有幸參與為期一年臺大光電所與歐洲EMSP合作推動的碩士雙學位計畫,十分感謝前所長黃升龍教授讓光電所參與這個計畫的決定,也感謝指導教授林晃巖老師的推薦、業務承辦人林筱文小姐的協助,及群創光電公司贊助獎助學金,讓我完成出國留學的夢想,有機會在這EMSP專欄系列文章分享我這一年的經歷。

英國聖安德魯斯大學(University of St Andrews)是位於英國蘇格蘭地區的聖安德魯斯,是中世紀時蘇格蘭王國的宗教首都,東臨北海,西臨世界知名的旅遊勝地蘇格蘭高地,時區則在全英國都是UTC+0,是個擁有相當美麗景色的小鎮。

整體地形不如臺灣高低起伏大,只有些許上下坡,氣候多雲多雨,冬天風大時而下雪,比台北的冬天更冷一點。整個小鎮就是個大學城,商店主要圍繞著聖安德魯斯的一條主要大街周遭建設,人口只有約一萬六千人。

聖安德魯斯以高爾夫球聞名,是高爾夫球的發源地,擁有球員口中的「終極球場」Old Course、五個最古老的球場,及最古老的俱樂部:皇家&古老高爾夫俱樂部(The Royal & Ancient Golf Club of St Andrews),知名的高爾夫球四大滿貫賽之一的英國公開賽就是由此俱樂部所主辦。聖安德魯斯在每年七月則固定還有Link高爾夫球公開賽。

聖安德魯斯大學最聞名的就是它是威廉王子跟凱特王妃相遇交往的學校,但不僅如此,聖安德魯斯大學在蘇格蘭還是最古老的大學,建校於1410至1413年期間,已有600年的校齡,在英語世界中僅次於牛津及劍橋大學。而在學術方面表現也十分突出,是英國前10名大學,全球排名約150名,在蘇格蘭地區更是長期蟬聯第一名大學,在哲學領域特別突出,在電機及物理方面排名約全球50名,光電方面也是相當卓越。該校擁有5名諾貝爾獎得主(2化學獎+1生理學或醫學獎+1文學獎+1和平獎),知名校友還有美國獨立宣言的簽署人班傑明富蘭克林及兩位蘇格蘭裔美國人等。

聖安德魯斯大學的全校學生數約8000人,只有臺大人數32000人的1/4,但已經包含整個城鎮一半的人口。學費方面,英國國內學生(2,000 USD - 4,000 USD)和國際學生(24,000 USD - 26,000 USD,一年約為臺幣85萬)相差10倍。不過EMSP屬於聯合學位,所繳納學費與單純就讀聖安德魯斯學程不同,只需繳890歐元,相當划算!學期制度則與臺灣相同,一年分為秋季、春季兩學期。

我就讀的EMSP光電學程是在其物理及天文系所下,有凝態物理、天文與光電三大類,整體而言這裡的光電學程較不偏電而是偏向物理。此系所在英國大學物理方面排名4~8名左右,全球101~200名左右。其排名不突出,主要還是跟其處於小鎮,不若大城市資源豐富有很大的關係,依我觀察,教授的論文數、獲得的Fellow都顯現此系所有相當的實力,而在生醫光電方面特別突出。

我在上學期就讀完聖安德魯斯大學後,於下學期前往比利時首都布魯塞爾做研究。

比利時地處西歐,東接德國,南臨法國,北靠荷蘭,西眺海與英國相望。為歐洲人口最密集的國家之一,以啤酒、巧克力、鬆餅、鑽石及布魯塞爾大廣場等著稱,是個經濟實力強盛的已開發國家。比利時於1830年脫離荷蘭獨立,採君主立憲制,是政體以地方自治為基礎之「聯邦」制國家,其層級包括聯邦、地區(Region)及文化體(Community),制度相當複雜。主要宗教為天主教,土地面積與臺灣差不多,人口約有一千一百多萬人,少於臺灣的一半。比利時因受海洋性氣候影響,有一半的時間都在下雨。

而其首都布魯塞爾則是一個多文化、多語言、擁有悠久歷史又現代化的城市,並且以歐洲的首都著稱。雖然歐盟官方並無正式表明其首都位於何處,但歐盟四個主要機構中,歐洲理事會、歐盟理事會、歐盟執委會均在布魯塞爾,而歐盟議會也有分處設於此地,實質上已是歐洲的首都。

我就讀於布魯塞爾自由大學,根據比利時兩大主要語言,分成荷語區(Vrije Universiteit Brussel, VUB)及法語區(Université libre de Bruxelles),我就讀的是荷語區的學校,但說荷語的人普遍英文程度良好,並無溝通上的障礙。

布魯塞爾自由大學有近兩百年歷史,VUB則是於1970年獨立成荷語區學校,有將近21000名學生,全球排名在151~200名之間,是布魯塞爾最好的學校。我所就讀的學程則在工程所之下,整體而言與業界合作十分密切,研究也非常偏向應用方面。學生組成來自世界各地,而比利時的當地學生更是通常能說著三種以上的語言。由於地處繁華大城市,整個開放校區呈現步調快速、有活力的氛圍,雖然有時我覺得太過於吵雜紛亂,但對於能夠接觸到如伊斯蘭世界、歐洲各國、中南美洲的人感覺十分有趣。【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生程筠婷

我是程筠婷,喜歡嘗試新事物和找尋解決問題的各種方法,以及從生活與對談中思考每個人的思維與行為模式。也因如此,2014年我參與了所上與歐盟學校合作的光電碩士雙學位計畫(European Master of Science in Photonics, EMSP),期許能透過到不同國家與當地人面對面相處,親身體驗文化與思想上的異同,延展思維的面向與靈活度。

一年後回到臺灣,我很感謝有這個機會能到英國與比利時修課、做研究,期間還有很多機會認識來自各國的朋友以及到各地遊歷,所見所聞深深影響我的現在與未來。透過所訊,希望將我的經驗分享給對EMSP或是對出國有興趣的同學。

在EMSP的第一個學期,我在英國的University of St Andrews修課,國際學生比例高,接觸的文化與想法更多元,例如同屬物理系的同學,每個人來自不同的碩士研讀計畫,有從義大利、德國、立陶宛、美國等各地申請來的。此外,我有五個室友,來自五個國家、三個科系。上下課討論聊天時,除了討論課業與教授教學方法,我們還會分享自己的人生觀、好奇對方的成長環境、談論所受過的教育。

有次交完評論論文的報告,我到同學家一起煮飯,我們分享酸辣湯等中式料理,另一位英國朋友也分享他們從小吃到大的芥末籽醬,飯後聊到所收到的報告分數與建議,德國室友表示她的分數不高,部分原因是英文文法的誤用,但她不執意得高分,而且認為英文本非母語,因此誤用難免,不需太強求,她清楚並接受自己的程度與結果,這反應令我十分驚訝,因為從小我被教育得高分、追求卓越,讓我常常忘記思考自己的狀態,給予自己適時的鼓勵。

朋友們的幽默也常讓我驚喜!我住在海邊,除了美麗的海景還有許多海鷗,宿舍有著轉軸式的窗戶,有天回家發現海鷗在窗上留下排泄物,而我阿根廷的室友也在旁邊留下了字條,寫著「While some people see beautiful scenery, we, in house 49, only see shit!」(圖1),這生活小事上的幽默讓我感受到活力與創造力。

圖1、室友的幽默

小鎮風景民情方面,St Andrews是位於蘇格蘭海邊的一個古老小鎮,有著豐富的歷史、宜人的自然風景、和藹熱情的人們以及悠閒的步調。歐式建築古色古香且普遍不高,所以街景別有韻味,而天空看起來更廣闊(圖2)。由於隨處皆風景加上宿舍離系館有約30分鐘的路程,我喜歡每天走不一樣的路「探險」來回,有時走河邊看小鴨戲水,有時走公園或樹林賞秋楓綠地(圖3),有時走海邊吹海風聽海聲(圖4),這些美景讓我帶著一天的能量與愉悅的心情去上課!

圖2、St Andrews街景與藍天

圖3、St Andrews上學路上的風景

圖4、St Andrews宿舍前的海邊

在EMSP的第二個學期,我在比利時根特的Ghent University做論文研究,各系館與運動中心座落在城市各處,也有許多國際學生。根特是比利時第二大城,城市裡交織的河流加上河上倒影(圖5、6),大量古老豪華的建築加上經過設計的城市燈光,讓根特成為著名的觀光古城。

圖5、Ghent市中心河(街)景

圖6、Ghent實驗室外河(街)景

單車王國,是比利時與荷蘭的代名詞,在這裡的居民上課、上班、購物、出遊、甚至搬家都以腳踏車為交通工具,單車專用道無處不見(圖7)!單車的應用更是變化多端,前後可外接嬰兒車、單輪腳踏車等等(圖8)。

圖7、Ghent紅色腳踏車專用道

(上)圖8、Ghent加載嬰兒車的單車
(下)圖9、Ghent城市博物館的學童

人文方面,比利時人普遍沈默寡言,個性內斂,尤其是面對外國人時。但外表不代表全部,若主動詢問,他們其實是樂意幫忙,且做事很有條理。他們從小開始就很注重教育與安全,我常看到老師帶著小朋友戶外教學,像是到城市博物館認識根特的歷史文化(圖9),且在群體戶外活動時一律穿上反光背心,以保安全,我和朋友們騎單車到另一個城鎮時也穿著反光背心!【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生陳帛鈞

第一天到達St. Andrews時是坐著從愛丁堡發車的早班巴士,一早睡眼惺忪拖著沈重的行李和忐忑不安的心情,站在公車站牌前看了又看,深怕搭錯了車。其實在到達蘇格蘭之前,我先在倫敦停留了幾天,深深地感受到Londoner的匆忙以及不耐煩。那時我剛到英國,也是第一次來到歐洲國家,對於不熟悉的英國腔,那一句句彷彿出自哈利波特電影或是BBC的福爾摩斯角色口中那種優雅又帶點神秘色彩的accent,和從小在臺灣聽慣的美式腔調截然不同。當我詢問倫敦Tube工作人員有關Oyster card相關的事情時,對於突如其來的回答無法完全確定,於是又試著確認了一次,只見櫃檯人員一臉的不耐煩,或是直接閉上眼睛搗蒜般地點頭,當下使出國前自認英文也不算太差的我,內心不免五味雜陳。雖然出發前,我一些歐洲的朋友有跟我提醒,歐洲人普遍上可能不像在臺灣時我們所接觸到的人們那麼友善,叫我別太驚訝,但這仍可能算是我第一個小小的culture shock吧!和我的英國朋友John提到這點時,他說他覺得倫敦人真的都太忙碌了,沒有一刻可以休息,所以造成態度不好,並非不友善,我也就默默接受了。當我到了蘇格蘭,踏上公車之後,開口向公車司機詢問,能否在我的站牌到的時候give me a shout,接下來的回應是一連串似懂非懂、口氣豪放的蘇格蘭腔英文,我說了一句cheers後,繼續站在公車裡面扶著行李,心裏有點小小緊張。過不久,司機大哥豪邁地轉頭告知我就是這站囉,微笑地跟我道別。有時候會覺得蘇格蘭人友善到令人費解,在談話中雖然發覺對方可能不是很明白,但依然很樂於解釋,有時候我不禁想,是不是他們自己也察覺一般人不容易聽懂他們的口音,所以他們才那麼有耐心地解說呢?就連John都跟我說有時候他也聽不懂蘇格蘭腔呢!也因此,蘇格蘭腔和蘇格蘭人也算是我第二個小小的culture shock。在車子經過了一片一片的麥田、原野之後,心裡面對於未來幾個月生活的地方有著各種想像、臆測以及期待。從巴士上望出去的風景,愈發加深我在蘇格蘭高地road trip的決心了。

Fig. 1

St. Andrews這個小鎮,中世紀的街道、建築和大學做了完美的結合,你很難想像15世紀開始,這座城市裡就有著蘇格蘭最古老的一所大學了。

一般人對於St. Andrews (SA)這個學校的主要印象有兩個,一是這是威廉王子所就讀的學校,也是他邂逅另一半的浪漫地點。另一個就是SA是高爾夫球這個運動的發源地,每年10月左右在蘇格蘭各地便開始舉辦各種高球賽,像是歐洲巡迴賽(European Tour),老虎伍茲(Tiger Woods)等著名高球員都曾在此摘下獎座,在SA的高球場Old Course,更是被譽為Home of Golf,從15世紀初高爾夫球這個運動第一次進行到現在,一直是頗富盛名的場地。在大學城鎮內或周邊,可以看到一些中世紀遺留的遺跡建築物,像是常常會用來放在SA的logo或是T-shirt上的Cathedral遺跡(Fig. 2 左)。緊鄰海岸的SA,也擁有非常漂亮的幾個海灘(Fig. 2 右中、下)。在住宿方面,我住的是SA宿舍裡面的五星級最豪華的宿舍DRA (David Russell Apartments)(Fig. 2 右上),舒適性和機能就不用多說了,價格當然也相對較高,當然這也是因為宿舍短缺的情況下,別無選擇,當初也考慮在外面的私人住宿租屋,在出國之前嘗試找尋了一段時間,但是並無斬獲,便決定多掏點銀子以免流落街頭,很多學生是連住宿的地方都沒抽到呢!當然宿舍生活也是很棒的一個回憶之一喔!簡單的中島開放式廚房和客廳沙發區相連接,在這裡是我生活中很重要的部分,舉凡在寢室內寫報告、讀書到一個頭兩個大,或是餓到不成人形,走進廚房裡頭,就可遇到正在偷閒的室友,可以聊上幾句,舒緩一下情緒。

Fig. 2

另外煮飯做菜這件事,我想也是我在SA一件很重要的事情,來自臺灣的我,除了一切從頭學起,漸漸地,做菜也變成我沈澱心情、整理思緒,在應付繁重課業之餘發揮一點小小巧思的地方了!(Fig. 3e)當然也就有很多故事在廚房裡發生,像是生日慶祝,或是煮個薑母雞請室友同樂等等(Fig. 3a、3f)。

在課程方面,值得一提的是,SA這所學校除了排名英國第三,僅次於牛津、劍橋之外,我們所讀的物理系在世界排名也是相當有競爭力。每天上課從宿舍走路大約十五分鐘能夠到達Physics and Astronomy系館,蘇格蘭的秋天氣溫和臺灣的冬天差不多,當天氣進入了十一、十二月時,起床、走路到教室也日漸辛苦,每天都在期待白雪降下來的那一刻,只可惜我們在SA只有待到十二月底,沒有真正親眼看到積雪,只有一兩天下雨時雨水結成冰雪打落下來,接著一陣子早上或傍晚地上結霜,有時有著薄薄一層雪,但是一下子就融化了。現在有時候在臺灣,也會想起蘇格蘭生活時空氣的味道與溫度,懷念傍晚慢跑時,凜冽空氣注入鼻翼內那種冰冷嗆鼻又有點孤單的感覺。跑步也是我認識SA這個小鎮一個獨特的方式,當功課真的多到難以負荷,覺得宿舍裡的地熱式暖氣真的是悶到昏昏欲睡時,我就會換上我的跑鞋,只帶了張門禁卡和手機就出門了。蘇格蘭的十二月,太陽約莫四點左右便下山了,學期最後一個月常常坐在房間電腦前,努力絞盡腦汁,試著能有一點點產出;這段期間內心的壓抑,隨著一步一步跑鞋踩過的路,及劃過雙腿的冷空氣,讓我心情終能平靜下來。SA還有一些特別的活動,像是參加國際學生與當地教會居民舉辦的晚會(Fig. 4a)、參與學校學生會辦的蘇格蘭傳統舞蹈舞會(Fig. 4b),也曾被安排到當地居民家中聊天(Fig. 5d),認識彼此文化等等。每年十一月初,英國的大學都會舉辦Bonfire營火晚會(Fig. 5a、5b),還有SA特殊的Foam Fight(Fig. 5c),那天早上全校學生會換上奇裝異服集合到一個小廣場,開始用刮鬍泡廝殺,沒有準備特殊衣服與刮鬍泡的我也直接加入瘋狂且歡樂的戰局。

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

此外,有在學習日文的我,也參與了學校的日語社團(Japanese Society),由學校裡的日本學生主辦,除了每週的日文社課教學之外,還時常會有日本料理相關的活動,也就是去吃壽司、咖哩飯等等,意外發現社團裡面熱愛日文的夥伴,很多都是歐洲人,連一些社團幹部也都是歐洲人,十分有趣。SA是一個幽靜但又同時充滿學生活動的小鎮,整個小鎮都可以是學生辦活動的場地,Student Union有一棟專屬的建築,底下是咖啡廳酒吧Student bar。每個週末都有一系列的活動,像是卡拉OK比賽,或是之前說到的蘇格蘭舞Cèilidh教跳,或是新生party,以及不定時有的舞會活動等等,雖然是一個小鎮,但卻有著豐沛獨特的學生能量。

我下學期所待的布魯塞爾自由大學又和SA不太一樣。布魯塞爾為比利時首都,亦是歐盟總部所在地,地理位置位於歐陸西部的中心(Fig. 6 右),也是重要交通樞紐。比利時位於荷蘭、法國、德國之間,文化及語言上,也深受這些國家的影響,主要分成北部的荷語區以及南部的法語區,東邊還有一小部分的德語區(Fig. 6 左)。以行政區來區分的話,北方的荷語區稱為Flemish Region,南方的法語區稱為Wallon Region,中央的布魯塞爾首都大區Brussels-Capital Region則號稱雙語區(bilingual region)。

Fig. 6

特別的是,位於布魯塞爾這個主要使用法語的城市中,荷語布魯塞爾自由大學(Vrije Universiteit Brussel, VUB)就像是一座孤島般,一踏進學校後所見所聞都是荷蘭語,傍晚踏出學校後,整座城市都是使用法語。在知道布魯塞爾的主要使用語言之後,出國前我到臺大語言中心上了一期10堂課30小時的法文,在甫抵達布魯塞爾時,有稍微便利些,雖然基本溝通對話都還不行,但至少對於這個語言有初步的概念與認識,也會一些簡單的對話,在日常生活的購物與交通上蠻有幫助。剛到布魯塞爾時是一月中旬,正好是今年比利時最冷的時候,由於VUB不提供下半學期的學生宿舍,加上在蘇格蘭的時候找布魯塞爾的房子都失利,因此剛到布魯塞爾時,幾乎快流落街頭,前兩個星期到處借住,一面在網路上、在大街小巷裡,找尋合適的租屋廣告。記得抵達後第二天一早,起床時窗外竟然開始飄雪了(Fig. 7c)!比利時的第一場雪就這麼湊巧地被我給遇上了!在慌亂的兩週裡,我走遍一條條不熟悉的小巷,尋找房子窗戶上張貼的橘色佈告紙(Fig. 7b),打了一通又一通的電話給屋主,看了一間又一間的房子,才終於找到合適的租屋處。我想,到當地才開始找房子是最快也最直接的方式,但是相對的風險和承受的壓力也大。如果可以在抵達之前找好,就可以直接入住,但缺點就是沒有實際看過房間,照片或是視訊可能都會失真。我是在歡愉的聖誕節假期結束時,從德國紐倫堡(Nürnberg)搭上火車一路坐到布魯塞爾的Brussels Midi站,在火車上才剛用臉書認識了一個曾經參與EMSP計畫的學長Jens,兩年前到臺大來做最後一個學期研究的比利時人;厚臉皮如我,就問他能不能在他家借住一晚,他說如果我可以幫忙煮晚餐,那就沒問題!(Fig. 7a)因為他跟他女朋友在準備期末考,沒有時間煮飯,於是我就入住了,也在第二天跟著Jens到實驗室BPHOT報到。Jens本身也在BPHOT唸博士班,跟我同年的他,已經是博士班二年級生了!比利時的博士班通常是念四年,而且最好的是,博士班是支薪的,比碩士班畢業去業界上班略低一些,但跟臺灣碩士班畢業在科技業的薪水是差不多的!隔天一早,我隨Jens前往實驗室了解情形,一到學校,便看到半年來唯一一次被白雪輕輕覆蓋的VUB校園(Fig. 7d)。

Fig. 7

VUB是布魯塞爾自由大學的其中一間,另一間則是法語區自由大學(ULB),兩所學校有部分的課程是可以互相修習的,例如英文授課的部分課程。我在這間學校沒有修任何課,只是專心投注在論文以及研究上面,因此對我來說,和校園內其他場所沒有太多的接觸,最常光顧的是學生餐廳。在比利時物價昂貴的環境中,這裡一個午餐套餐只要5歐元,就有一份主餐(魚、肉等等)、主食(薯條、馬鈴薯泥、馬鈴薯球或是飯)、一碗湯、一個水果或優格,然後還有一個甜點,重點是好吃,而且可以吃得很飽!(Fig. 8)圖片中為我畢生首次嘗試、吃到一半的牛舌餐,旁邊那碗香脆的薯條,現在突然讓人很懷念。

Fig. 8

VUB的校園不大,跟臺灣的大學類似,全部的建築都集中在一個區域。老實說我覺得VUB的建築不怎麼漂亮,很像是老舊的工廠或是大樓。平常我會去的地方就是實驗室所在的那棟大樓和餐廳。學校的運動館也還不錯,去打過幾次籃球。有趣的是,學校裡面有兩間酒吧,也是學生聚集和學校舉辦活動的空間。在Fig. 9中可以看到學校裡一些不同的風景,Fig. 9b是由BPHOT實驗室窗戶外拍出去的布魯塞爾風景,也能夠看到學校的運動場,而Fig. 9c中前方較矮的建築就是學校餐廳,後面左邊那棟便是我們實驗室所在的地方了。除了這些地方之外,學校裡尚有保健中心以及職涯中心(Career Center)。我曾到職涯中心諮詢有關實習以及在國外工作的事情,他們也有免費幫忙修改CV的服務。這幾天在Linkedin上看到其中一位職員的profile,其豐富的經歷相當驚人,對歐洲工作機會有興趣的話可以多去聊聊。

Fig. 9

學校也會辦Job Fair,可以到各個攤位去了解互動一番,在比利時我總共去過三個Job Fair,分別在布魯塞爾、根特以及魯汶。此外,學校裡面也常會有一些活動,最常見到的就是喝酒和有音樂的一些party,還有過長時間接力,由學校各個社團成員一起,連續接力繞跑校園一圈,持續好幾個小時,旁邊會有音樂和一些小攤位,其他也有像是腳踏車修理的活動(Fig. 10)。還有一些學術性或學生自治性的社團可以參與,我原先想要參與一個全球性叫BEST的社團,但後來礙於行程規劃不相符而向隅。

Fig. 10

整體上來說,比利時的生活機能較St. Andrews方便許多,在SA有些東西在鎮上是買不到的,像是3 Mobile的加值voucher、某些食材等,需要特地坐公車到Dundee。但如果單就學校的完善性來看,SA比VUB具備更多不同的科系,也有較多不同的社團活動以及Event,SA每個週末都有學生會辦的週末活動,但是參與與否就看自己的時間安排了,我是覺得有點可惜沒有在SA參加更多的活動。以學校而言,我個人比較喜歡SA。例如語言,在VUB內,除了一些國際學生之外,大部份的學生聊天談話都使用荷蘭語,然而語言是融入環境的一大重點,像是活動資訊與活動本身,常常海報就看不懂了,也就加深了outsider的感覺;相對地,在SA說的是英文,儘管在路上聽到不認識的人談話,也至少是聽得懂的語言,跟VUB比起來,少了些陌生與疏離感。再來就是在兩所學校的學習內容不同,在SA是單純修課,而在VUB我們是做論文研究,因此在VUB我交到的朋友不多,在學校和人的互動較少,只有實驗室幾位博士班的學生,還有我的supervisor和promoter,加上我做的研究前半段都是光學模擬為主,其實獨立作業的時間佔了大半部分;而在SA時,我們的program是和其他光電碩士的program一起上課,因此在課堂上認識了不少朋友,加上三位室友也是同系的學生,在話題上與功課討論上都非常方便。

兩所學校都有不同的特色,對我來說都是我人生回憶裡相當特別、重要及獨一無二的經驗與回憶。【精彩內容,下期待續~】

 

 

 

 
     
 
 

Enhancing Light Out-Coupling of Organic Light-Emitting Devices with Nanostructured Composite Electrodes

Professor Chung-Chih Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 吳忠幟教授

Due to their various merits, organic light-emitting devices (OLEDs) have posed as promising candidates for the next-generation display and lighting technologies. All these applications have been imposing increasing efficiency requirements on OLEDs. While internal quantum efficiencies close to 100% have been reported with phosphorescent or other triplet-harvesting OLEDs, typical OLEDs suffer from a poor extraction efficiency of internally generated photons, resulting from a large mismatch of the refractive indices between organic layers, indium tin oxide, glass, and air. The total internal reflection at the interfaces of devices strongly traps photons inside the device, which significantly limits the external quantum efficiency (EQE) of OLEDs. It is known that ~70-80% of the generated photons are trapped in conventional OLED structures due to total internal reflection or coupling to surface plasmon polaritons (SPPs) at the metallic surface. In our studies, we have developed a novel internal extraction structure using a nanostructured composite transparent electrode (Figure 1), which not only functions as the current conductor/injector for the device but also significantly enhances out-coupling of OLED internal radiation. With such a technique, we have realized a very high externalquantum efficiency of 62% and a very high luminous efficiency of 264 lm/W in OLEDs (Figure 1).

Figure 1. Achieving very high external quantum and power efficiencies of OLEDs with nanostructured composite electrodes.

 

Flexible Transparent Graphene-based Composite Transparent Electrode Prepared with Copper Vapor Assisted CVD and Innovative Polymer-free Transfer Method

Professor Chih-I Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 吳志毅教授

The major tasks of this research project is to fabricate flexible or transparent perovskite halogenide solar cells by whole solution processes for high enough energy conversion efficiency at low sun luminance condition. The initial achievements of whole solution processes and optoelectronic characterization include one-step precursor deposition、solvent induced fast crystallization、vapor assisted solution process. Each of these processing technologies resulted in the analyses comparing their I-V curves、 fill factor、open-circuit voltage、optoelectronic energy conversion efficiency. These measurements were done for different fil thickness, since the correlation between characterizations and thickness is important to evaluate the flexibility and transparency of perovskite solar cells.

Transparent graphene electrode materials have been improved by innovative copper vapor assisted C. V. D. for graphene/Cu composite thin film synthesis. Such grown composite electrode were transferred by special 「Protective Frame Transfer Method」 to form double layered composite electrode material that held transmittance 94.4% and low electric sheet resistance as 0.1 k ohm/sqare. 2D-band to G-band peak ratio of 1.8 measured by Raman spectroscopy, and X-ray Photoelectron Spectroscopy (X.P.S.) showed minor existence of copper on graphene, such evidence of Cu on graphene surface was supported with photograph taken using scanning electron microscopy. Those peak positions of 2D-band and G-band were found shifted to higher Raman Shift (1/cm) side. These phenomena imply that C-C bonding strength of graphene intra-plane and inter-layer van der Waal bonding could be enhanced at those portions where copper particles/islands are bonded to graphene. Comparing graphene/Cu composite and that etched off copper with nitric acid solution, their density of states analyses for valence band using Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy showed that semi-metallic graphene’s valence band structure had no significant rising 1~2 eV near Fermi Level for this composite thin film. Thus, the enhanced electric conductivity could majorly be attributed to the bridging effect of lower resistant copper particles/islands across high resistant domain boundaries of graphene leading to increased electric current paths through low electric sheet resistance. Resulted in much higher successful film transfer ratio, this bridging effect had been supported by enhanced mechanical strength effect of graphene/Cu composite films than pure graphene films.

Fig. 1. SEM photographs: (a) Near; (b) farther from, (c) near, uniform temperature zone

Fig. 2. Raman spectroscopic plots

Fig. 3. X-ray Photoelectron Spectroscopic plots showing work function increase with graphene/copper composites

Fig. 4. Ultraviolet Photoelectron Spectroscopic plots showing no density of states increase near Fermi Level with graphene/copper composites

 

     
 
 
論文題目:規則排列氮化鎵奈米柱發光二極體陣列的生長與元件製程

姓名:杜長耕   指導教授:楊志忠教授

 

摘要

我們成長並製作發光來自側壁非極性量子井(non-polar quantum wells)的奈米柱發光二極體(nanorod light-emitting diodes)陣列。藉由奈米柱陣列的頂端成長無摻雜的金字塔型結構及奈米柱外包覆氧化鋅鎵透明導電層(transparent conductive layer)可幫助注入電流有效地導通並激發奈米柱側壁的量子井。隨後,我們成長基於流量調變磊晶法(pulse growth mode)之多節結構氮化鎵奈米柱陣列,於成長過程中,減少鎵的供給時間可使鎵催化粒子縮小並使氮化鎵奈米柱截面大小縮減。藉由分析線型標記,可以得到多節(multi-section)結構氮化鎵奈米柱形貌隨著成長週期的演變過程。多節結構奈米柱形貌的改變,主要由奈米柱頂端鎵催化粒子的大小及其覆蓋斜面的範圍所控制。我們比較於單節、雙節及三節奈米柱上成長之氮化鎵/氮化銦鎵量子井結構,多節奈米柱可達到較寬的側壁發光頻寬。最後,我們成長並製作雙節核殼結構氮化銦鎵/氮化鎵量子井奈米柱發光二極體陣列,並藉由陰極射線致發螢光(cathodoluminescence)、光致發螢光(photoluminescence)、電致發螢光(electroluminescence)比較其與相同高度之單節奈米柱發光二極體之發光特性。雙節核殼結構奈米柱發光二極體有較單節發光波長較長且頻譜寬度較廣之特性。

圖一、多節結構氮化鎵奈米柱之電子顯微影像

圖二、點亮之奈米柱發光二極體陣列照片

 

論文題目:高鎵摻雜氧化鋅透明導電體生長及其應用研究

姓名:林群涵   指導教授:楊志忠教授


摘要

我們展示了幾個新穎的發光二極體元件結構,用來提高發光二極體的發光效率和調變頻寬。第一,證明在p型氮化鎵和晶圓鍵合金屬介面製作銀奈米光柵結構來產生表面電漿子耦合效果,可增強垂直式發光二極體的發光強度、產生極化輸出並降低效率滑落效應。第二,在p型氮化鎵和週期排列或隨機分佈的銀奈米顆粒間插入折射率較氮化鎵低的介電質中間層,可藍移表面電漿子共振波長而增強藍光發光二極體的表面電漿子耦合效應。第三,我們比較發光二極體在不同元件平台大小和有無表面電漿子耦合下的調變頻寬,在發光二極體300到60微米的方形平台,表面電漿子耦合下可有效增加載子的衰退率,導致在注入電流密度下可以增加調變頻寬約44-48%。第四,於不同的佔空比和注入電流下,我們比較發光二極體在四種不同基板結構的發光行為,包含成長在藍寶石基板上的側向式發光二極體、晶圓鍵合於矽基板的垂直式發光二極體、銀膠黏著在金屬平板的可饒式的發光二極體以及銀膠黏著在彎曲金屬表面的可饒式發光二極體。第五,我們比較只有介面層和整層氧化鎵鋅熱退火下接觸電阻率的不同結果。我們使用電漿輔助分子束磊晶成長氧化鎵鋅,不論在p型或n型氮化鎵上,只有介面層熱退火時的接觸電阻皆較小。

圖一、垂直式發光二極體L-I曲線圖

圖二、可饒式發光二極體元件發光圖

 

 
 
 

— 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、林暐杰 —

薄膜斗篷

利用結構使物體在光波下呈現不可見的狀態已被廣泛研究,但目前所有的實作中都受到侷限。使用保角變換和折射率分佈引導光通過物體周圍的三維斗篷,由於有時需要大幅變化的折射率而造成挑戰;而擴大斗篷到宏觀尺度的製造仍然是一個具有挑戰性的工程問題。所謂地毯斗篷也已經實現將物體隱藏在一個平面上的“凸起”,但該方法具有幾何形狀的限制,且仍然需要一個體積較大的外部斗篷區域。

如今Xingjie Ni和Zi Jing Wong以及加州大學柏克萊分校的同事,已經研發出一種新型的次波長厚度的反射斗篷(Science 349, 1310–1314; 2015)。在730 nm波長光照射之下,利用只有約100 nm厚的結構隱藏任意形狀物體(在此例子中面積為36 μm × 36 μm)。當光從表面反射時看似從平坦面反射。

儘管過去的設計通常操縱光路,使波傳播通過欲隱藏對象的周圍廣闊區域。在此研究中,研究團隊實踐單層薄電漿子奈米天線直接放置在物體表面,以調整相位,也就是說斗篷的效果是在反射後一步到位的。藉由局部調整共振器的相位響應,是可能補償從物體表面反射的相位變化(相對於平坦表面)。如果一個人知道物相對於所述平坦表面的局部高度與光在周圍物質中的波數與傳播方向,可利用簡單的代數運算來計算因為物體出現所造成的局部相位變化,然後放置共振器以其局部補償相位響應的變化。
 

圖1、(A) metasurface薄膜斗篷的三維圖,薄膜斗篷是一層超薄的奈米天線覆蓋在任意形狀的物體之上。(B) metasurface斗篷的橫截面示意圖。

該研究團隊透過限制在六個天線的幾何形狀以簡化問題,提供了0,π/3,2π/3,π,4π/3或5π/3等的相位響應。對於每個幾何結構(相位響應),他們仔細調整兩邊的長度和選擇搭配提供84%的反射率,以避免在遠場可能偵測到的不均勻反射。

斗篷本身由金塗層覆蓋整個表面,隨後藉由50 nm厚的氟化鎂介質隔離層,接著是30 nm厚的金具有局部變化邊長的矩形陣列。底部金塗層在整個表面上,是形成共振器結構的一部分,可以提高性能,並簡化了該問題(可以忽略材料在金層下的性質變化)。這種塗層只需要和在考慮的光波長範圍,與金屬的肌膚深度(~20 nm)相比為足夠厚即可。
 

圖2、(A)包括多個凸塊和凹坑的三維任意形狀物體的AFM圖。(B)物體上已製成metasurface薄膜斗篷的SEM圖,比例尺條為1 mm。插圖為顯示整個對象的放大圖像,比例尺條為5 mm。

此想法因為所採用結構的性質也有一些侷限性。具體來說共振器的相位響應取決於波長,因此在理想上設計僅在輸入探測光的特定波長才成立。共振器的響應也取決於光的偏振(或者相當於樣品相對於入射光束的特定方位)。然而目前實現的製造和性能相當鼓舞人心,薄膜斗篷概念可以比先前的三維體積式斗篷更容易地按比例擴大到宏觀隱形應用。

文章的作者Xiang Zhang對Nature Photonics說:「接著我們可以嘗試將比例放大,我相信奈米壓印可以用來製作宏觀尺度下的結構。」「另一個方向是尋找各種方法來實現超薄透射外衣。這最終的斗篷將是一個利用霜或噴霧型式塗佈在你的身體,讓你消失,預期是由具有獨特性能的各向同性超材料利用自組成方式製作而成,然而這種理想材料還有待開發。」

 

參考資料:

1. David Pile, Nature Photonics 9, 716(2015)

doi:10.1038/nphoton.2015.215 Published online 29 October 2015

2. Ni, Xingjie, et al. "An ultrathin invisibility skin cloak for visible light." Science 349.6254 (2015):1310-1314.

   
 
 
 
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