第141期 2018年6月刊
 
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发行人：林恭如所长　　编辑委员：吴肇欣教授　　主编：林筱文　　发行日期：2018.06.30
 
 
6月份「光电所专题演讲」花絮（花絮整理：姚力琪）
时间： 2018年6月8日（星期五）下午2时20分
讲者： 陈鸿文博士（台达研究院Advanced Green Photonics Center技术长办公室研发技术副理 ）
讲题： 智能制造之基石—光电技术
  本所于6月8日（星期五）邀请陈鸿文博士于电机二馆105演讲厅发表演说，讲题为「智能制造之基石—光电技术」。陈鸿文博士为光电所94学年度硕士班毕业生，毕业后至美国麻省理工学院深造，取得电机与资讯工程学博士学位。陈博士应本所李翔杰教授邀请，返校与学弟妹分享工作经验及光电技术，本所教师及学生皆热烈参与演讲活动，演说内容丰富精彩，与现场同学互动佳，师生皆获益良多。

 

陈鸿文博士（左）与本所张宏钧教授（右）合影

 
时间： 2018年6月15日（星期五）下午2时20分
讲者： 王祥辰教授（国立中正大学光机电整合工程研究所 ）
讲题： Growth and fabrication of molybdenum disulfide devices
  王祥辰教授应本所李翔杰教授邀请于6月15日（星期五）莅临本所访问，并于博理馆101演讲厅发表演说，演讲题目为「Growth and fabrication of molybdenum disulfide devices」。王教授为本所94学年度博士班毕业生，目前任职于国立中正大学光机电整合工程研究所。本次演说内容丰富精彩，与现场同学互动佳，师生皆获益良多。

 

王祥辰教授（右）与本所李翔杰教授（左）合影

 

 

～ 2018 光电杯球类竞赛  花絮报导 ～

（时间：2018年5月13日；地点：台大旧体育馆）

花絮整理：所学会会长郭胜文

一年一度的光电杯盛事在今日于旧体育馆展开，活动由光电所所学会举办，承去年在期末餐会上，林恭如所长提到：「求学研究的这段期间，要照顾好自己的身体，多花时间去运动，有健康的身心才能顺利完成学业。」也许是时时惦记着这段话，就算今天是母亲节，同学们还是踊跃参与光电杯这项一年一度的活动，无论是参加比赛的、帮忙加油吶喊的或是协助活动的同学们，皆在今日以热情引爆整个旧体育馆。

图一、比赛奖品

图二、赛前工作人员开会

在赛事方面，由于时间场地的关系，我们将赛事方面分为三打三篮球斗牛和羽球双打的部分，在赛程方面，篮球是采用单淘汰赛晋级制，而羽球是采用分组晋级最后单淘汰赛。

图三、正为比赛暖身的同学

图四、羽球比赛时的盛况

在羽球双打比赛中，共有15组参加比赛，羽球必须预测其轨迹，打高、打远、打近或是打快、打慢，取决于判断对方防守者的站位，这都是羽球运动中必须瞬间判断的。我们可以发现光电所许多平时隐藏起来的校队等级同学，到比赛时光芒毕露，参赛队伍为了夺冠的渴望而卯足全力，只为了在光电杯求取佳绩，在场上除了队友外，其它都是敌人，平时的称兄道弟暂时中断了。

图五、篮球比赛的激烈对抗

图六、右二为此次比赛的总召（程启瑞）

而篮球三打三斗牛方面，共有8组参加比赛，许多人从大学的系篮到研究所的所篮都从事着篮球这项令人着迷的运动，平时勤奋练习，期待着每一次的比赛，不必向上天祷告，因为自己已做好充足的准备面对每一场比赛，在球场上，球是圆的，你没办法预测比赛的走向，只能把平时训练的累积，毫不隐藏地在球场上展现，这一球被守住了，下一球势必讨回来，每一次比赛就是获得多一次的经验，输了就必须花时间，在下一次比赛前做足准备，这就是篮球的魅力所在。

图七、羽球冠军

图八、羽球亚军

图九、羽球季军

图十、篮球季军

图十一、篮球亚军

图十二、篮球冠军

在今天的光电杯中，每一队都没有放弃任何一丝希望，就算是悬殊的比分，大家还是拚尽全力势在取胜，还记得在热血动漫《灌篮高手》中，湘北高中安西教练说过：「要是放弃的话，比赛就等于结束了。」我想比赛是如此，若是放弃当下赢得胜利的机会，比赛就结束了，我相信在研究上也是如此，希望大家可以从运动中的努力不懈，在未来的研究上持续着，祝大家研究顺利。

图十三、精疲力竭的同学

图十四、无法掩饰泪水的同学

图十五、计分小天使

图十六、辛苦的裁判

图十七、辛苦的裁判

图十八、辛苦的裁判

所学会要在这边感谢到场参加的同学，也和各位比赛的同学说声抱歉，由于工作人员有限，在许多地方无法做得完美，还请各位同学包容。最后非常谢谢帮忙这次活动的所学会成员，平常日需要开会统筹，活动当天还要牺牲假日早起协助直到最后的撤场，没有各位的帮忙无法让这次活动顺利，也特别感谢所办公室姚小姐在诸多方面的协助，希望光电所的同学未来也能踊跃参与活动，所学会在此深深一鞠躬。

图十九、所学会成员

图二十、所学会成员

 
 
 
 
     

～ 光电所参与欧盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 硕士双学位计划  系列报导 ～

【之七】

撰文：光电所硕士班学生杨子德

留学的生活就是在基本的修课和实验之外的每个空档，都能细细品味这里独特的文化以及步调；有为了满足生活需求而摸索和学习到的各种新技能，也有过程中许多不一样的经历和体验，着实令这趟旅程丰富了许多。

比如我们在开学没多久就碰上了比利时的罢工季，因为公众运输停驶而必须在接下来的一周改成骑单车上学。这里的罢工都会事先通知时间，让其它人能及早做准备，大多数人也都能尊重不同团体的诉求，理解与配合，让人感受到比利时的多元并蓄。

这里的生活步调也确实比台湾慢上许多，一开始申请居留证件时才发现所有的公家机关办公都会在下午16:30结束，也因为人员作业步调缓慢谨慎的缘故，需要预留一个半天排队等待的时间，通常也无法当场拿到需要的文件，而是必须等待通知才能再去领取；有趣的是在机关内竟然有设置让孩童玩耍的空间，营造出了便民而友善的环境，能让家长安心地带着学龄前的孩子，不至于在等待的同时过于不耐。而墙上的一则布告竟以多达13种语言，禁止移民的家长因为语言不通，将本应在上课的孩童带来做翻译，十分保障孩子就学的权益。

图一、公家机关的儿童游戏空间

 图二、13种语言的告示文宣

值得一提的是虽然等待时间较长，但可以发现作业人员通常在一开始就会详细地将相关资料建立计算机档案，柜台上除了计算机键盘等设备外整理得相当清爽，后方的各式资料柜也都整齐明了，让人不会感觉凌乱。

 图三、公家机关一景及等待办事的人们

不只是公家机关，从一般商店的营业时间也能了解到这里的人对于工作和生活平衡的看重，例如一般的商店会在下午17:00左右开始收摊，超过18:00基本上一般店家都已歇息，通常周六、日也都不会营业，买东西不似在台湾那样方便。

印象很深的是这里申办网络、电信的商店店内悠闲有趣的氛围，例如在申办网络的TELENET电信中排队，抽取的号码牌并不是以阿拉伯数字呈现，而是每个号码牌上都有特殊的卡通图像，在柜台前也有大显示屏告诉你下一个轮到哪个卡通人物，相当有意思。

 图四、电信商店抽取的号码牌

 图五、电信商店柜台前的告示牌

除了一些餐厅和酒吧之外，少数超过这些时间却还开着的商店，通常卖的东西又会贵上许多，而这里也许是因为气候的关系，在冬季入夜之后温度降至零下，路上便也少有行人，真的可以感受到这个小城在夜晚休养生息而在白天又重新醒来的节奏。【全文完】

 

撰文：光电所硕士班学生林暐杰

在欧洲可以清楚感受到当地人悠闲过生活的态度，不是忙碌地过日子而是自在地生活。欧洲人对于休闲和工作之间的平衡拿捏相当拿手，下了班或是放假便把工作抛在办公室，不会有被工作追赶的压迫感，一年当中的假期非常充足，不时可以飞到小岛晒太阳享受假期，上班族一年大约有二十五天的自由假期。上班的时间也随自己安排，比如在夏季可以选择自己提早于七点开始工作，中间不午休，下午一点便可提早下班回家，对于生活质量的重视可见一斑。欧洲各处每几周就会有火车罢工或是轻轨罢工，或许这一切也是劳工长久争取而来。和当地朋友聊到亚洲工时的时候，他们相当惊讶，还追问那我们何时为自己而生活？

我刚到欧洲时抱持着开放的心，想赶快融入当地认识来自各地的朋友，感受到欧洲人对于陌生人搭讪以及不同场合社交相当自在，很勇敢地表现自己同时也尊重不同的人，会主动向前和你攀谈，在别人发言时也很尊重地倾听，在人与人的互动上自信但不自大，主动但不失礼，是很好的学习对象。前往比利时前其实很担心会有种族歧视，不过到达当地后发现一切都是多虑了，遇到很多朋友友善地协助我融入当地生活，不论是生活上或是各种聚会总是一同邀约，让我感受到友好的热情。

走过许多国家后，更喜欢用城市来作为欣赏一个地方的角度，同一个国家不同的城市也有着各自的特色，我想那是因为丰富的文化习俗传统有被重视且保存沿袭至今，但同时兼容着便利的科技。不同城市的建筑有的缤纷童趣、有的庄严高贵，很多城市都有老城区将过去十三世纪或更古老的建筑完好保存，在这些建筑上可以看到欧洲的分裂融合，可以看到文化的繁衍与背后含意，像是根特著名的钟楼上有着意义非凡的金龙雕像，传说这只龙本来一开始出现在挪威战船的船首，随着船征战多年后，挪威国王把龙留给了伊斯坦堡国王，最后辗转移到布鲁日，因派系之争金龙再度被抢夺，最后被称为自由派的派系抢赢，并搬至根特钟楼顶端，从此象征自由与力量，保护居民至今。而这著名的根特雕像也是全球有名的啤酒Gulden Draak的由来。除了建筑的保存外，几百年的传统节日活动也都保存得相当完善，班什狂欢节、巨人节、抛猫节...，节日活动有趣且让传统的文化不被遗忘，不只让居民更让游客了解他们的历史。【全文完】

 
 
 

Utilizing Microcavity Enhanced Radiative Transition to Realize High Efficiency Orange-to-Red TADF Organic Light emitting Devices

Professor Chung-Chih Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 吴忠帜教授

Since the pioneering introduction of TADF emitters, considerable progresses have been made in EQEs of blue and green TADF OLEDs. In contrast, the development of high-efficiency orange-to-red TADF OLEDs remains far behind(with EQE of only up to 17.5%), mainly associated with numerous strict and sometimes even conflicted requirements, e.g., strong radiative transition rate and high FPLs and yet also small DEST, which may be even more difficult for orange-to-red emitters (or long-wavelength emitters in general) generally suffering the increasing non-radiative internal conversion process governed by the energy gap law. In our study, we show that the optical microcavity effect could provide an additional/independent approach for boosting the radiative transition rates/emission quantum yields of TADF emitters in devices, and thus strict and conflicted material design requirements for effective TADF emitters may be relaxed and even materials initially with non-perfect properties (e.g. <100% FPLs) may be turned into highly useful for efficient devices. By embedding appropriate and strong enough optical microcavity structure in the orange-to-red TADF OLEDs, the radiative fluorescence transition rate is found to increase by a Purcell factor of up to 1.7 and increase the less than ideal PLQY (internal quantum efficiency) of an orange-to-red TADF emitter by ~20% in the device configuration. As a result, very high EQE of up to 30% was realized for orange-to-red OLEDs for the first time, making it comparable to state-of-the-art blue and green TADF OLEDs.

Fig. 1. Achieving very high external quantum efficiencies for orange-to-red TADF OLEDs.

 
     
 
 
论文题目：超高增益石墨烯光感测组件

姓名：张博涵   指导教授：吴志毅教授

 

摘要

本研究中，我们以结合石墨烯(graphene)与半导体吸光材料之异质结构(heterostructures)作为光传感器(photodetectors)之通道及主动层(active layers)，藉由photogating effect实现超高之光导增益(photoconductive gain)及响应率(responsivity)。图一为具有石墨烯/钙钛矿(perovskite)异质结构之光感测组件示意图，我们使用序列分层式气相沉积法(sequential vapor deposition)成功地于石墨烯上制作出厚度均匀且致密之钙钛矿薄膜；因石墨烯与钙钛矿间之功函数(work function)差异，使得两者之接口存在一内建电场，光被钙钛矿吸收后产生之激子(excitons)扩散至该接口时被分离，电洞转移至石墨烯，电子则被捕捉在钙钛矿层内(如图二中之插图所示，即所谓的photogating effect)。由图二可以发现具指叉电极并沉积钙钛矿后之石墨烯晶体管，其转移曲线(transfer curves)照光后电荷中性点(charge neutrality point)明显的向右移动，代表钙钛矿内之光电洞转移至石墨烯内；此外，石墨烯内之光电洞具极高之迁移率(mobility)，可于自己的复合生命期(recombination lifetime)内快速循环，在外部产生大量的光电流，最终，石墨烯/钙钛矿光传感器于弱光(~130 nW/cm2)照射下实现~107 A/W之响应率以及~1015 Jones之侦测率(detectivity)。

参考文献：Chang, P.-H. et al. Ultrahigh Responsivity and Detectivity Graphene–Perovskite Hybrid Phototransistors by Sequential Vapor Deposition. Sci. Rep. 7, 46281 (2017)

图一、石墨烯/钙钛矿复合光感测组件结构示意图。插图为组件之光学显微镜影像。

图二、石墨烯/钙钛矿复合光感测组件于不同入射光强度下之转移曲线。插图为photogating effect示意图。

 
 
 

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

— 整理：林晃岩教授、孟庆棠 —

高分辨率应力成像

应力对于调制半导体材料中光电与电子特性是众所皆知及普遍的方法。例如：应力可以将间接能隙的半导体转换为具有强烈增强辐射效率的直接能隙材料，也可以修改半导体的电子能带结构，将激子(exciton)汇集到小区域中以形成激子冷凝物。然而，为了更全面地了解应力对半导体特性的影响，尤其是2D材料，需要一种表现高分辨率、非侵入式之应力成像技术。

现在，来自维也纳科技大学的Lukas Mennel和其同事完成了这一项工作，开发了基于二次谐波产生（SHG）的次微米解析的应力侦测技术（Nat. Commun. 9, 516; 2018）。SHG是一种非线性光学过程，其中两个具有相同频率ω的光子结合成两倍频率的单光子（如图一）。研究人员藉由光学微影所定义的结构上获得MoS2单层薄片的应力图（如图二，其中比例尺为1 μm），展示了他们所开发方法的验证能力。

 
图一、MoS2中的二次谐波产生的过程
图 二、MoS2单层薄片的应力图

在原理验证实验中，奥地利研究群选择了单层MoS2，因为它可以承受大于10％的高应力。首先，将MoS2薄片机械式剥离并转移到弹性基板上。然后藉由使用两点弯曲方法(如图三)来施加不同程度的单轴应力，以及测量极化分辨的SHG信号来决定样品的光弹张量(photoelastic tensor)。

 
图三、两点弯曲方法
图四、极化分辨的SHG信号与样品的光弹张量

由于单层MoS2具有三角棱柱D3h晶格对称性，2D光弹张量有12个非零元素，其中只有两个独立元素，可以藉由拟合在不同已知应力程度下的SHG强度来决定。在实验中，发现两个独立的元素可以透过线性关系来连结。这种关系简化了非线性拟合过程，以及使得来自单层MoS2之应力的可测量极化分辨SHG数据具有精确拟合特性。在撷取这些参数后，研究人员使用SHG光谱可以局部侦测单层MoS2样品中的非均匀应力场分布。

为了进行SHG测量，透过放大率100倍的共焦物镜（数值孔径为0.9）将来自钛蓝宝石(Ti:sapphire)激光的脉冲（脉冲周期为200 fs，重复频率为76 MHz）发送至样本。而波长调制到800 nm，其对应值低于MoS2的能隙。

采用挑选与置放技术，将机械式剥离的MoS2单层薄片转移到Si/SiO2基板上115 nm高的光学微影所定义的结构上（如图二，内图所示）。在转移技术中施加的力导致MoS2被非平坦表面拉紧。产生的局部单轴应力被量测而绘制成向量分布（如图二）。基板上的污染物也会造成了MoS2的受应力区域分布（如图二，右下角所示）。应力成像的空间分辨率为280 nm。

 

参考资料：

[1] Noriaki Horiuchi, High-resolution strain imaging, Nature Photonics 12, 193 (2018)
 https://www.nature.com/articles/s41566-018-0142-3

DOI: 10.1038/s41566-018-0142-3

[2] Lukas Mennel, Marco M. Furchi, Stefan Wachter, Matthias Paur, Dmitry K. Polyushkin & Thomas Mueller, Optical imaging of strain in two-dimensional crystals, Nature Comm. 9, Article number: 516 (2018)

https://www.nature.com/articles/s41467-018-02830-y

DOI: 10.1038/s41467-018-02830-y
   
 
 
 
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