本所李君浩教授荣膺「2023 Optica（前美国光学学会, OSA）Fellow」，特此恭贺！

本所硕士生丁伟庭、苏士杰同学研究团队荣获「IEDMS 2022 (International Electron Devices & Materials Symposium 2022) 最佳论文奖」，特此恭贺！

本所博士生巴卡地同学荣获「中华民国光电学会2022年度庄顺连教授纪念奖（原学生论文奖博士组）」、硕士生郭雨鑫同学荣获「中华民国光电学会2022年度学生论文奖硕士组」，特此恭贺！

本所硕士生张尧栋同学（蔡睿哲教授指导学生）、陈楷文同学（毛明华教授指导学生）参与「光电所与欧洲EMSP硕士双学位计划2021」，于EMSP (European Master of Science in Photonics) 修业完成并获得以下荣誉，特此恭贺！

本所苏国栋、吴育任等教授代表本所参加电资学院队，荣获本校2022学年度院际杯教职员工慢速垒球联谊赛亚军，特此恭贺！

本所12月份演讲公告 ：

～ 光电所所属实验场所小型紧急应变演练 ～

（时间：2022年11月24日，上午10:30~11:00）

整理：陈姿妤

演练地点：电机二馆352B、354室

演练内容：

本次演练主要目的为使人员在实验室意外灾害事故发生时各司其责，采取正确而有效方式控制灾害，并落实实验室人员具备紧急逃生之观念与方式，以提高紧急状况时的应变能力。

上午10时30分于电机二馆352B、354实验室，假设学生进行实验时，发生电线走火火灾意外，学生紧急通报所办公室人员。本所人员接获通报后，即刻联系馆舍电机系办人员协助广播疏散全馆；并紧急分组编派人员：于出口引导疏散人员尽速远离馆舍、协助火势控制、进行灭火、设置人员禁止进入标示、设置救护站协助受伤同学、于集合区清点确认疏散人员名单。所办人员同时持续紧急联系电机二馆352B实验室负责教师（林恭如教授）、354实验室负责教师（黄定洧教授）、所长（吴育任教授）、副所长（陈奕君教授）及本所环安卫委员（林建中教授）前往电机二馆西侧出口广场前集合；由所长、环安卫委员掌握现场状况并进行指挥调度，确核实验室全部人员疏散完毕，顺利完成此次疏散演练。

此次疏散演练加强了大家在意外发生时，能实时进行紧急通报及疏散的观念。感谢教师、同仁及同学们的全力配合。

～ 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 ～

【之一】

撰文：光电所硕士班 张尧栋

简介

首先非常感谢黄升龙教授与比利时EMSP签订合作计划、筱文姐帮我们承办行政手续，以及指导教授蔡睿哲老师的鼓励和支持，让我有机会藉由此双学位计划到海外留学，并度过非常丰收的一年。本文会从出国前与刚到比利时的准备程序开始，接着是修课、研究，到日常生活，最后是就业和实习。

想参与此双学位计划大约在十一月左右要开始申请，其中主要的审核标准有两个：第一个是修习六堂指定的台大光电所内专业课程，因为比利时当地的硕士班也是两年制，我们藉由此双学位计划前往修业相当是第二年的插班生，所以为了确保台大前往的同学有同等的先备知识，有六堂课是推荐我们在台大先修的，修过愈多门、成绩愈高，EMSP审核通过的机率愈高。第二个则是英文检定，为了确保我们前往EMSP时有能力可以在生活和课业上适应无虞，英文检定必须通过规定门坎，可以选择考托福或雅思，托福要超过87分，雅思则是6.5分。以我为例，我当初考的是托福，由于成绩出来要一周，所以我是十月底考试，而托福至少要密集准备两、三个月（依每个人英文程度而定），因此大约暑假就开始准备了。一般来说英文门坎相较修课还难，加上在台大同时也有做研究的压力，因此从硕一或是暑假一开始就准备也很推荐。

上学期达成申请条件，送审完就没有太多事要做了。审核结果通过后，硕二下学期则要开始处理一些入学程序，一开始要先申请双联学位的入学，就要附上英文检定证明、公证后的学位证明和成绩单等等。申请通过后还要再上传一次之前的英文检定证明、学位证明、成绩单以及推荐信和入学许可。当这道程序通过后就完成注册，在四至六月时就可以进行其它行政手续，像是抽宿舍、选硕士论文题目等等。在申请双联学位时可以申请要去根特大学或是布鲁塞尔自由大学，这两间的主要研究领域不大相同：根特大学主要研究硅光子学以及液晶；布鲁塞尔自由大学则侧重于光学系统设计以及理论仿真。在选校时，除了世界排名以及研究，选择居住城市也非常重要，毕竟这是会待一年的城市，这也是出国留学最难忘的经验。我当时在选学校时，并没有特别偏好的研究方向，但打听后根特是美丽的宜居小城、治安好且有许多很棒的酒吧，去过欧洲交换的朋友跟我大力推荐后，我没想太多就选根特了。经过这年的生活，我觉得生活体验不同，取决于你喜欢怎样的生活：根特的生活相对平淡一些，但生活机能还是很好的，城市景观也非常非常美，如同在童话故事里面，也非常安全，半夜在外面遛跶也不需要担心。在根特生活的缺点大概是食物的选择相对少一些，而且比利时人对食物的品味可能跟亚洲人不大相同。此外光电的校区在城市的最南边，离市区骑车大约要20分钟，如果要住学校附近生活相对无趣。布鲁塞尔自由大学在布鲁塞尔郊区，治安和布鲁塞尔市中心相比好蛮多的，大众运输也非常方便，去哪也都很方便。社交生活跟娱乐也比根特多元（虽然在课业压力下也很难去拓展太多社交生活...），但布鲁塞尔相对龙蛇混杂，治安也不是很好，就要自己注意安全。另外根特大学是大学城，学校的校区散落在城市各处；布鲁塞尔自由大学则是一个集中的校区，各有不同的感觉。

住宿部分，注册成功后，约莫三、四月就可以登记宿舍了，若不想住宿舍，则需要自行寻找外宿地点。宿舍的优点是较便宜，一个月450欧还包水电，此外还可以认识许多国际生朋友；缺点则是不好抽，若七月结果出来抽不到的话房子会很难找。此外根特大学的学生宿舍旁边有一条街开满了酒吧和夜店，若对睡眠质量很敏感则不建议去住宿。外宿的话价格较高昂，而且因为战争的关系，电费、瓦斯费高涨，价格差距相较宿舍会差更多，但是生活质量较好，单人studio或多人合租的公寓通常装潢都很不错，有些还会附院子，想体验欧式生活的人会比较推荐外宿。

到了五月底，要开始选论文题目，校方首先会寄一个PDF档案，里面有今年度根特大学和布鲁塞尔自由大学的所有论文题目，每个题目都会附上题目说明，以及该题目需要什么能力、需要什么先备知识，若对题目有兴趣直接连络该题目的负责教授即可。和台湾不同的是，在台湾通常要先连络指导教授，加入实验室后才会得到明确的题目或计划，在EMSP则是在联络教授前就会知道各题目的内容，以及可能需要做的事。寄信联络教授并面谈后基本上都可以找到想要的论文题目，因为论文题目的数量通常远多于学生数量，因此不用太担心心仪的题目被抢走。

到了六月后，除了台大的部分需要赶论文以及口试，EMSP学校方面基本上不用再处理其它手续，但要开始办签证了。比利时签证要准备的文件相当繁杂，且都需要经过公证，因此建议六、七月时就要开始准备，以免来不及。此外还要向所办申请本学期不毕业证明，因为赴比利时后还是需要有台大的学生身分。最后各位役男记得要申请延后兵役，并且是以修习双联学位的身份申请，当初我一开始误用出国读硕博学位的身份申请，到了搭机前10天才发现有误，差点出不去，大家务必记得要申请对的延役方式。【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 陈楷文

我所看见的UGent

今年很荣幸能够参与光电所与欧洲EMSP (European Master of Science in Photonics) 硕士双学位计划，前往比利时根特大学（Ghent University, UGent）就读为期一年的硕士学位。往后的篇幅我将会从不同层面分享一年来在比利时的所见所闻，希望我的分享能够让读者更进一步地认识这个计划以及在比利时的生活。

EMSP计划提供两所学校供我们选择，分别为UGent及位于布鲁塞尔的Vrije Universiteit Brussel (VUB)，在学术方面，UGent在全球大学排名为143名，VUB则为251名。考虑到市区治安（布鲁塞尔治安较不佳）及研究领域（UGent对于硅光子较为出名），我选择了UGent作为就读的学校。

UGent位于比利时根特（Ghent），为比利时仅次于布鲁塞尔的第二大城，中世纪时，因为羊毛和亚麻产业发展蓬勃，根特成为欧洲最大的城市之一。语言部份，有趣的是比利时拥有三种官方语言：荷兰语、法语及德语，首都布鲁塞尔为法语区，根特则为荷语区。但根特市民普遍的英语能力极高，即使不会任何荷语在市区和商家沟通仍然能对答如流。

不同于台湾的大学分布，UGent校区散落于市区中，使得根特成为一座大学城。光电与工程学院坐落于市区南边的科学园区（Technologiepark），与市区骑单车距离约15至20分钟。在春夏之际可以一边骑着车一边欣赏城市美景，但一到冬天阴雨绵绵加上不到10度的低温，则只能选择搭乘公交车前往校区了。

今年度全球各地参与EMSP program并选择UGent的学生因为新冠疫情影响总共只有9位同学，分别是2位比利时籍的同学，3位中国籍的同学及4位台湾来的同学。4位台湾学生中来自台大光电所的总共有3位，另外1位则是来自中山光电的同学。即便如此，还是有相当多的机会认识来自世界各地不同的学生，例如参与学校举办给国际学生的活动、ESN（Erasmus Student Network）或是自己实验室中的博班学长。

九月底时学校方就有举办国际学生的Welcome Day，来自世界各地的同学会聚集到根特Culture centre Het Pand，聆听国际事务处的职员分享根特的大小事、以及如何在根特度过接下来的一年，并会在会后提供餐饮让同学交流彼此的意见。有趣的是，校方还会提供代币（tokens），可以免费搭乘游船、兑换薯条、啤酒等等。

ESN则是一个学生自治的组织，他们会在学期间举办各式各样活动以增进国际学生间的友谊，例如各种体育活动（羽球、排球）、喝酒party。在学期初更有为期一周的Welcome week，并提供专车往返火车站及宿舍提供学生搬运行李。最值得推荐的是可以购买他们推出的ESN card，卡片售价为10欧，只要有购买他们的卡，ESN所举办的活动都会有折扣甚至免费。ESN card也有和欧洲廉价航空-RyanAir合作，提供四次免费20公斤托运行李，是穷游欧洲的好帮手！【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 黄喻农

我所看见的UGent

最先要感谢的是台大光电所的黄升龙教授和所办筱文姐与比利时的根特大学和布鲁塞尔自由大学签订这个EMSP双学位计划，让台大光电所的研究生们（我就是其中一位）有一个能够出国读书的机会。很高兴在我们这一届有另外两位同学能够一起出国，比起以往来说人数算是较多的一届。我们是在2021年9月11日出国，通常学年大约从九月底到来年九月底，而我因为学分没有修完的缘故，必须再延后毕业一个学期。因此我在这里想要与学弟妹们分享，趁早做好时间安排，才不会一不小心就延毕。

老实说，孤陋寡闻的我，在台大光电所硕士班一年级听到学长的EMSP双学位计划分享讲座之前，我是不知道根特大学以及根特这个地方在哪里的。听完学长的分享后，有了一个到国外读书的憧憬，于是就与参加相同计划的同学一同搭着此生飞行时数最久的飞机，来到了位于比利时布鲁塞尔西边车程约30分钟的根特市。在网络上有一句话：「比利时把布鲁塞尔给欧盟，布鲁日给观光客，但把根特留给自己。」我觉得非常贴切，根特的人口大约25万人，人口密度大约每平方公里1667人，算是生活空间舒适的一个城市。根特可以说是一个大学城，主要的大学根特大学拥有许多校区，这些校区分别散落在城市的不同地方，这一点与台湾的大学很不一样。在市区，常常就能看到来自世界各地不同的学生在这里生活着，是一个充满年轻活力的城市。最令我为之惊艳的是市中心充满中世纪风格的建筑、钟楼与教堂，可以看到人们沿着美丽的河畔坐着聊天喝酒，非常惬意。

学校为了初来乍到的我们，举办了国际生的欢迎会，这是办在根特大学会议中心叫做Het Pand的地方，通常学期中不同的国际生活动也是在这里举办。这个地方感觉是中世纪时期的一栋建筑物，有充满绿地的庭院，古典而朴实的屋子，再加上校方准备的buffet，可以边吃着美食边和学校师长、国际同学一起交流，为学期的开始留下一个美好的印象。

根特大学最主要的一个校区Campus Ufo有着一栋很明显的现代建筑物，是根特大学的图书馆，在那里可以见到很多认真读书、写报告的学生。大部分的学生宿舍也在附近，而宿舍旁有一条街，街上充满了各家酒吧，因此被称作酒吧街，这条街随时充斥着各种不同的味道，有恶心的呕吐味、小便味以及酒精味等。可以想见多少学生在这里聚会与狂欢、玩得很尽兴，不论是白天或夜晚，每次经过都可以看见酒吧有人，十分有趣。

我们主要上课与实验研究的校区则是在根特最南边的Campus Ardoyen，那里不只是一个校区，也同时是一个科技园区，与学校建筑物相邻有许多的科技公司，而在实验室也能常常看到公司的人员来使用仪器，是一个产学合作相当密切、方便的地方。【精彩内容，下期待续～】

Enhanced Color Conversion of Colloidal Quantum Dots Located in the Hot Spot of the Surface Plasmon Coupling between InGaN/GaN Quantum Wells and Surface Ag Nanoparticles

Professor C. C. Yang

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 杨志忠教授

For improving the performance of the photon color conversion from the energy of an InGaN/GaN quantum-well (QW) structure into the longer-wavelength emission of a colloidal quantum dot (QD), we insert the photoresist (PR) solution of the QD into a surface nano-hole, whose bottom face is about 10 nm higher than the top QW. The sample top surface is then cleaned for depositing Ag nanoparticles (NPs) to induce the surface plasmon (SP) coupling between the QW structure and surface Ag NPs such that the QDs inside the nano-holes are located in the region of strong electromagnetic field distribution (hot spot). In this situation, the SP coupling can enhance the Förster resonance energy transfer (FRET) from QW into QD and the QD emission efficiency for producing a stronger color conversion process. The nanoscale-cavity effect of the nano-hole structure can further strengthen the SP-coupling enhanced FRET and QD emission. Green-emitting QD (GQD) and red-emitting QD (RQD) are used for preparing three samples, including samples GQD, RQD, and GQD+RQD. Figures 1(a)-1(d) show the structure of the samples under study. Figure 2 shows the localized surface plasmon resonance behaviors in the three samples. Figure 3 shows the continuous photoluminescence (PL) spectra of the three samples demonstrating the results of color conversion enhancement.

Molecular Beam Epitaxy Growth of GaAsBi on (001) GaAs

Professor Hao-Hsiung Lin's Lab

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 林浩雄教授

Doping a tiny amount of Bi in GaAs can effectively reduce the energy gap without deteriorating the crystallinity. We have used molecular beam epitaxy to grow GaAsBi epi-layer on GaAs at 300~340°C. The surface morphology shows that excess Ga flux results in Ga/Bi mixed droplets, while excess Bi flux causes Bi droplets. Only a narrow growth widow is left for a good epitaxial surface. The RSMs for (004), (115), and (224) planes all show a 450-nm-thick GaAs_0.96Bi_0.06 epilayer is coherently grown on the GaAs substrate. TEM lattice image shows a Λ shape area near the GaAsBi/GaAs interface. We can see that dumbbells, representing pairs of GaAs or GaBi atoms, are distorted in the area. Bi atoms could gather together along close-packed plane and form the Λ shape area, where their bonds are coherently strained. Temperature dependent photoluminescence of GaAsBi samples is shown in Fig. 4. The peaks locate in 1.1~1.2 eV showing a S-shaped behavior resulting from the localized Bi states. Albeit the luminescence bands are broad, the peak shift is very limited. These findings indicate that GaAsBi is a potential material for multi-junction solar cells and temperature insensitive light emitting devices.

论文题目：表面和界面改质对增强光化学二氧化碳还原的影响

姓名：符芳裕   指导教授：吴志毅教授

摘要

金属氧化物及金属硫化物半导体的表面和界面改质，是提高电荷传输动力学和光化学转换效率的关键策略，在本论文中，使用不同的改质策略来调变半导体表面性质并提出反应机制上的见解。主要内容将分为两个部分，首先在第一部分中，无机偶极分子硫氰酸钾(KSCN)被证实可以增强于带有缺陷的二氧化钛(即黑色二氧化钛)的光催化二氧化碳还原反应以及光稳定性，结合实验和理论模拟方法，如图一所示，SCN 配位基的化学吸附会改变黑色二氧化钛的表面电位和电子能带边缘能量，这使得太阳能燃料的产量提升2.8倍，同时，在连续反应40个小时后，其产率仍保持在88%左右，此光学反应机制的增强归因于界面偶极子效应。第二部分，我们则利用离子交换法在二硫化锡奈米片上修饰磷酸银量子点，如图二显示出最佳化的零维/二维之复合型结构，进而形成直接Z型异质结构并保持其在二氧化碳还原的机制其效果；由于带有磷酸盐空缺的磷酸银具有良好的光还原特性、Z型电荷载子转移和高效的激子解离，最佳化的零维/二维异质结构(磷酸银/二硫化锡)显示出高选择性约95%二氧化碳还原为一氧化碳，产率相比于原始的磷酸银和二硫化锡，显著提升约3倍和47.8倍；此部分中，我们也揭示了磷酸银/二硫化锡的异质界面特性，并提出光化学二氧化碳还原反应途径。我们乐观认为新颖且优秀的配位基诱发偶极子效应及直接Z型异质结构的概念，可能会在未来的太阳能燃料或光化学水分解应用中带来重大突破。 图一、硫氰酸钾修饰于具有缺陷的二氧化钛 图二、磷酸银量子点修饰于二硫化锡奈米片

— 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、林珈庆 —

光在奈米尺度的不对称控制

由于次波长（subwavelength）各向异性（anisotropic）谐振器的非对称非线性光学响应，在奈米尺度之互易性（reciprocity）被打破的情形下，可以产生指向性的图像形成。自感无源之非互易性，与磁铁或时间调制等方法相比具有优势，并且可能影响古典光子学和量子光子学。

物理系统中对称性的破坏，会对它们的反应产生根本性的影响，并以一种深刻而根本的方式改变它们的运行。有趣的是，由于奈米尺度上的非线性光-物质交互作用而导致的光不对称控制，可以产生新的奈米光子组件的设计，例如：不对称成像装置和非互易性（non-reciprocal）定向滤光片。这些吸引人的光学功能，主要受到奈米光子系统的弱非互易性响应的阻碍，和设计具有增强非线性光学响应的非对称次波长谐振器的困难。

电磁学的最新进展证明了多种打破互易性的方式，例如：材料非线性、外部磁场和时间调制介质等。尽管使用磁性是最广泛用于打破互易性的技术，但磁铁体积庞大、有损耗且价格昂贵，使得这种方法无法在积体奈米光子电路上实现。因此，我们需要藉由动态调制系统来实现奈米尺度非互易性。然而，使用时间调制来打破互易性在光学频率中具有挑战性，主要是由于其响应较弱、功率效率低和电光调制器复杂性增加。有趣的是，透过在不对称配置中激发光学非线性效应的非互易性，是一种更具吸引力的无源技术，它的优点在于没有任何类型的外部偏压。虽然自感非互易结构不能在两个或多个共存激发下用作隔离器，但它们非常适合实现光学雷达应用中脉冲信号的非互易路由、非互易性定向滤波器和光控传输开关，以及用于敏感光学组件的超薄保护层等，例如：不对称限制器用于保护脉冲激光免受有害的背向反射的损坏。非线性之非互易性系统因信号本身通过其结构传播而产生的自偏压，由于其相对简单的设计和减少能量需求，使得这种调制技术更易于实施。

现在，Kruk 等人在 Nature Photonics (Nat. Photon. 16, pages 561–565, 2022)提出了一种复杂的超薄非线性介电超颖表面设计，由次波长各向异性谐振器组成，以实现非互易性不对称生成具有极高对比范围的可见光图像。其所展示的奈米光子设计可以大幅提升奈米尺度的非线性光-物质交互作用，从而对产生对于光进行不对称控制，这对古典光子学和量子光子学都有重要意义。虽然非对称成像是主要发表的项目，但所提出的奈米光子系统可以超越光参数生成（parametric generation），并且可以在纠缠（entangled）光子对的非对称生成，以及在激发频率下导致有效的非互易性的非对称自作用效应中找到应用。

本发明的各向异性次波长圆柱形谐振器设计可以实现奈米尺度的磁电耦合。当这种功能与非线性奈米结构固有的几何不对称性相结合时，它可以在没有任何外部偏压或调制的情况下，以自诱导的方式导致互易性的破坏。透过利用强光感应磁响应结合强大的磁电耦合，来设计超越电偶极（electric dipole）模式的光学交互作用的能力，可以为超越当前线性光学限制的非线性奈米级光学组件的新功能铺路。

所展示的非对称之非线性奈米谐振器被组装成大规模的半透明超颖表面，由于非线性产生的光相对于红外发射器和可见光接收器的位置反转，导致不对称传输。此外，Kruk等人超越由相同奈米谐振器组成的均匀超颖表面设计，转向由一组不同谐振器组装而成的非均匀超颖表面群。原则上，非线性超表面可以透过具有不同参数，包括强度、相位和偏振的谐波产生光。在 Kruk 等人的研究中，超颖表面经过优化以产生仅为不同强度的谐波，这种功能让人想起传统的空间光调制器，但在奈米尺度上实现。这种效应会导致向前或向后激发会产生不同图像，这些图像被限制在二进制强度，即对于生成的光而言，仅为打开或关闭。最后，将非线性成像超颖表面放置在基板上，为已经高度不对称的系统引入额外的不对称性。圆柱形谐振器的形状也改为椭圆形截面，以便在不对称图像亮度的优化过程中考虑额外的几何参数。得到的成像像素可以根据样品照明的方向生成不同的图像，如图一所示。

虽然提出的概念的想法是原创的，并且在光学设计和奈米制造方面的实施也是最先进的，但仍然存在各种限制，如果得到缓解，有望进一步改善已确认的非对称光控制的影响。所展示的超颖表面设计的三次谐波响应中的图像生成仅限于比波长大得多的像素尺寸。此外，生成的图像仅限于二进制强度分辨率。如果透过每个非线性超颖表面实现几何相位控制，则可以进一步改善与增强图像质量。这将产生不对称之异常光束转向、定向全像图生成和其它一些有趣的非线性光学功能等。所提出的超颖表面的谐波产生效率也相对较低（~10^-5 范围），需要大幅提高以实现高能效比的实际成像应用。功率的提高可能导致量子光在最低功率极限下，即单光子水平下的不对称控制。这种量子功能另支持比当前磁光耦合更多的奇异共振的超颖表面成为可能，例如：连续体中的束缚态。此外，基于非线性和奇偶时间对称性共存的主动非对称系统可以进一步提高功率效率性能。最后，基于Kerr effect激发频率互易性的破坏，这是与所提出的谐波产生不同的光学非线性过程，是在奈米尺度上实现的主要挑战，并且可以在未来解决。然而，目前展示的巧妙的非线性超颖表面设计及其不对称成像特性指出了实现自诱导非互易性的正确方向，预计这将导致许多实用设备利用非对称奈米光子系统的有趣物理特性。