本所硕士生蔡明顺、博士生张凯勋同学荣获 「Laser Display and Lighting Conference 2023 Student Award」，特此恭贺！

～ 光电所所属实验场所小型紧急应变演练 ～

（时间：2023年4月27日，上午10:30~11:00）

整理：简璟

演练地点：电机一馆103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分于电机一馆103实验室，假设学生进行实验时，发生火灾意外，学生进行初步灭火后，紧急通报所办公室人员，并进行全馆广播人员疏散。本所人员接获通报后，即刻联系馆舍系办人员协助疏散支持；现场启动紧急分组编派人员协助：于出口引导疏散人员尽速远离馆舍、协助火势控制、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实验室负责教师（王伦教授）、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）前往电机一馆出口广场前集合；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 ～

【之六】

撰文：光电所硕士班 张尧栋

人际相处

这一年很幸运，我是跟楷文、喻农一起出国，彼此有照应，也比较不会孤单。根特有台湾人协会，在出国前加入，会长就会指派在那里生活较久的学长姐当我们的mentor，让我们有问题可以找到人询问。到当地后也会举办迎新，因此有机会认识来攻读博士、交换学生或工作的台湾人，拓展交友圈。也拜台湾人协会之赐，这一年我们在根特有一群很好的朋友，可以一起出去玩和分享心事。在上学期，我们每周会有一个晚上聚在一起吃饭，不定期会去喝酒，也曾大家揪团造访了许多国家，无论是读书、运动、旅游、喝酒，有太多在根特的回忆是跟这群人共创，可以说是我们在根特最好的后盾。

由于今年我们三个都没有抽到宿舍，错失了许多认识国际学生的机会，因为学校宿舍里有来自各国的交换生、大学生，大家会有很多机会在公共厨房碰面。我们合租了一个大公寓，除了室友都是台湾的同学外，由于我们是第二年的插班生，加上我们这届因为疫情学生数很少，且进行远程授课，刚来的前两个月基本上不太需要去学校，没什么机会认识外国朋友，当时还有些担心是否会到毕业前都没机会认识来自其它国家的朋友，英文能力也没进步。还好藉由前来当交换学生的台湾朋友将宿舍室友或是课堂同学介绍给我们，最后我们也交了不少国际朋友！由于这些国际生也不是本地人，大家都是来到陌生的环境重新开始，所以交友的包容性非常高，也很热情，这一年一起打篮球、玩桌游、喝酒、举行派对等等，即使回到台湾仍跟他们保有联系，是相当珍贵的友谊。

发挥厨艺也是一种有效的交友手段。一开始只是每周的台湾人聚会，我跟楷文轮流掌厨，渐渐学会煮多人的餐点，之后在一些有外国朋友的场合时，我们也会尽量煮一些台湾菜让他们体验。后来开始会有一些外国友人提议一次我们煮、一次换他们掌厨，让彼此都可以学习、体验不同国家的饮食文化。到了暑假，为了感谢指导教授，顺便想让他们体验台菜，我也煮了四菜一汤，包含控肉卤蛋、葱蛋、白菜卤、炒高丽菜和香菇鸡汤，请他们到我家一起吃饭聊天，是一个非常难得的体验（我事后才知道欧洲人并不会请教授到家里吃饭）。毕业后到公司实习的最后一天，我故技重施，自告奋勇说要煮给全公司的人吃，顺便做一份投影片介绍台湾文化，也因此实习倒数第二天我提早回家开始准备餐点，殊不知准备18人份的餐点难度远高于8人，任务完成后我也就放弃厨师梦了......。不过，下厨虽然很累，但可以藉此认识更多人，同时介绍自己国家的文化，看到别人惊艳满足的表情更是让自己获得满满的成就感！【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 陈楷文

人际相处

相信每个前往其它国家留学的同学，都向往与外国同学交流、交朋友。除了提升自己的英文实力之外，藉由与不同国家的人相处，认识与自己文化不同的朋友也是我在根特生活一年下来感触很深的一部分。

首先是与师长相处的部分，最能也最直接感受到文化差异，就是与指导教授Dries的相处。首先，在台湾的话我们总是会很有礼貌地以姓氏称自己的指导教授为某某老师，在欧洲的话则是在书信往来或是实体见面时直接称呼他们的名字就好，一开始我不太习惯，但在几次meeting后听同组的博士生也都这样称呼老师，也就慢慢习惯了。教授们与同学间比较像是朋友间的相处模式，不管在上课时或是讨论研究内容，教授们喜欢听我们的意见，并且不吝啬给予称赞，且像朋友一样给我们意见，建议我们怎么做才会更好。中午午餐时间或是下午茶时间我们也时常会和教授一起到学校餐厅用餐，可以顺便在这个时间练习英文口说能力，及听闻一些当地比利时人平时生活上都在做什么的小趣事。

因为疫情的关系，今年各个国家参与EMSP的学生比起往年来说减少很多，又由于我们算是插班生的关系，并不认识同届的同学。好在根特大学的选修课通常需要分组进行讨论来完成学期作业，因此在修课过程中也会与其它同学交流，普遍遇到的国外同学都很令我佩服，不论是对课程作业的要求及细心，或是在与我沟通时总是能够互相倾听意见再一起让这份作业更完美。当然这种随机分组的课程也会遇到比较不友善的同学，令我印象最深刻的是一堂实验课，我被分到与一个奈及利亚的同学一组，总共只需要出席三次的实验，他就迟到了两次各一小时，实验完成后撰写报告也是草草带过，起初我很耐心地询问他为什么这样做，但他总是敷衍我，让我对他的印象非常不好。

在EMSP的论文研究中，通常指导教授都会指派一至二个博士班学生做为你的daily supervisor，举凡实验室仪器坏掉、对研究方向有问题、或是硕士论文的订正都可以询问这个学长的意见。最令我震惊的是在论文收尾期间，论文的批改都是由这些博士班学长负责的，指导教授不会对论文有什么意见（至少我的经验是如此）。这也是台湾和欧洲对硕士班的养成差异很大的地方，台湾的老师多数希望硕士论文要有一个最终结果，欧洲则比较在乎你在得到结果中间的过程学习到了什么，能够做出一个好的presentation阐述你在这个研究获得了什么就可以，比较不在乎最后的结果。【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 黄喻农

人际相处

与外国人交流，首先有一件事与台湾人非常不一样，那就是他们很不吝于打招呼，无论你是不是认识的人。只要稍微对到眼，基本上都会被回以一个善意的微笑，有的时候在校园搭电梯、去店里买东西，都会互相说哈啰、打个招呼，从小地方就能感受到欧洲人的热情。再来是上课时的观察，同学非常踊跃发表意见，我发现这应该是欧洲课堂上普遍的风气，学生们勇于表达意见、并且能够说清楚自己的想法，而老师们也很喜欢、鼓励学生们这样做，然后提出后与大家共同讨论，可能是因为这样，普遍来说，他们的报告表现都很厉害。

在我们这一届，主要的学生就是四个台湾人、三个中国人、两个比利时人，算是人数比较少的一届，因此我们与同届同学的交流反而还是以中文为主。下一届则有将近二十几位学生，由于我们算是直接插班进二年级，有很多课是跟一年级一起修，因此也认识了许多一年级生，其中除了比利时人，还有立陶宛、印度、奥地利与西班牙人等。开学后的第二个月，我们一起聚餐，举行小迎新，恰好当时台湾与立陶宛互送口罩与疫苗，因此立陶宛同学提起了这个话题，然后相谈甚欢。

我选的论文题目研究主要是在液晶实验组，位于iGent大楼的七楼，教授提供了一个位置让我可以平常在那里做事、念书。大楼里每两层就有一个茶水间，提供咖啡、茶与水果，常常能看到同一层的博士生、教授们在休息的时候遇到，见到面之后就聊个天、甚至互相讨论起研究的内容，而遇到我也是如此，大家都很热情地与我聊天，关心我论文的进度，也帮我提出一些可能会遇到的问题，偶而严肃、大部分则是轻松的态度，使我很喜欢在茶水间喝着咖啡与老师、博士生们聊天。

除了认识同学以外，我也认识了不同学程的外国朋友，例如交换学生、Erasmus学程，包括意大利人、西班牙人、德国人、日本人、葡萄牙人等。我和室友们邀了几次请大家来家里一起吃饭，煮了一些台湾食物，另外也见识到了西班牙料理，然后分享流行音乐、求学过程等，是很有趣的回忆！【精彩内容，下期待续～】

Photonic Inter-Layer Vias (photonic ILVs)- Three-Dimensional Inter-Layer Optical Signal Transmission Realized by a Monolithically Integrated Carrier Transport Structure

Professor Ming-Hua Mao's Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 毛明华教授

We proposed and demonstrated a brand new type of monolithic photonic devices which realizes the three-dimensional (3D) all-optical switching for inter-layer signal transmission. This device is composed of a vertical Si microrod which serves as optical absorption material within a SiN waveguide in one layer and as an index modulation structure within a SiN microdisk resonator lying in the other layer. The ambipolar photo-carrier transport property in the Si microrod was studied by measuring the resonant wavelength shifts under continuous-wave laser pumping. The ambipolar diffusion length can be extracted to be 0.88 μm. Based on the ambipolar photo-carrier transport in a Si microrod through different layers, we presented a fully-integrated all-optical switching operation using this Si microrod and a SiN microdisk with a pump-probe technique through the on-chip SiN waveguides. The switching time windows for the on-resonance operation mode and the off-resonance operation mode can be extracted to be 439 ps and 87 ps, respectively. This device shows potential applications for the future all-optical computing and communication with more practical and flexible configurations in monolithic 3D photonic integrated circuits (3D-PICs). This work has been published in Optics Express: Yu‑Chien Wei and Ming‑Hua Mao*, "Three-Dimensional Inter-Layer Optical Signal Transmission Realized by a Monolithically Integrated Semiconductor-based Carrier Transport Structure," Optics Express, 31, 11820, (2023).

论文题目：有机发光二极管以及钙钛矿太阳能电池的电性以及光学组件仿真

姓名：黄隽宇   指导教授：吴育任教授

摘要

本论文使用了实验室自主开发的Poisson & drift-diffusion软件（DDCC）来探讨有机发光二极管以及钙钛矿太阳能电池的组件表现，并且针对组件的特性进行仿真上的优化。（1）探讨在有机主客混合系统中的载子迁移率变化模型，电子电洞在发光层中平衡分布是各种有机发光二极管中的重要课题，然而目前大部分高效的有机发光二极管需要藉由掺杂主客体有机材料来增加发光效率，许多研究指出有机系统掺杂后的载子迁移率变化是非线性的变化，因此这让载子平衡在设计上变成一件困难的事情。我们利用上述提到的求解器并且配合易辛模型来展示主客体材料中载子迁移的变化，为了验证求解器的正确性，我们分别制备了不同浓度的单一电子/电洞组件以及参考文献中三种不同的有机主客体混合系统的量测数据来确认求解器的正确性和可靠度。验证过后则透过模拟结果可以发现产生这种非线性变化的原因为在客体材料浓度较低时，客体材料在系统中扮演了类似缺陷陷阱的角色，由于浓度太低以及主客材料能量差过大，因此将会导致系统大部分载子被局域化至客体材料且系统整体的移动性载子数量大量下降，而造成载子迁移率的大幅下降。而在掺杂浓度渐渐上升的过程中，对于载子而言，客体材料会渐渐形成通道的角色因而使载子能够在这些低能态的通道上传输，因此载子迁移率会渐渐上升至接近客体材料本身的载子迁移率。（2）探讨TTF-OLEDs的电性模拟，在这此工作中，该求解器用于探讨TTF和hyper-TTF-OLEDs的电性差异。透过模拟结果可以将内量子效率由23%提升至35%。（3）并且透过时变离子迁移模型，能够探讨由离子引起的钙钛矿太阳能电池中的电流电压迟滞效应，并且透过模拟结果可以发现造成迟滞效应最关键的因素为钙钛矿材料中的内建电场。此外，透过模拟可以发现影响迟滞程度的关键在于材料的解离程度、晶体的质量以及载子传输层的材料。其中载子传输层的影响来自于所选材料的介电常数，选择介电常数较低的材料作为载子传输层，由于能够将整体的电压较大程度的分压至传输层，进而让钙钛矿材料层的分压较低而降低离子带来的迟滞效应。 图一、载子在主客体掺杂系统下的迁移率变化 图二、不同扫描速率造成的迟滞程度

— 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 —

平能带促进发光

自由电子移动所时会释放光子，从自由电子激光到显微镜再到粒子加速器，这种现象在各种应用中发挥显著作用。然而，移动电子的动量与发射的光子动量间的不匹配限制了两者之间的耦合强度，也限制了光子发射效率。

Yang和他的同事们在Nature上的发表（Y. Yang et al. Nature 613, pages 42~47, 2023），展示了光子平能带（photonic flatband），即光子晶体或晶格的光子能带结构的无色散分支，可以缓解这种动量间的不匹配。

通常自由电子的光子发射是透过使电子靠近周期性光学结构的表面来产生的，而其中近场绕射允许相位匹配和Smith-Purcell辐射的发射。在这种情况下，电子和光子之间的耦合强度正比于珀塞尔因子（Purcell factor）和态谱密度（spectral density of states）。Yang及其同事推断，一个连续的平能带（flatband）共振同时改善了这两个因素，因此相较于基于绕射的Smith-Purcell程序，有望将光子发射增强三个数量级。

作者为了检验其预测，使用一个由硅基板上方形晶格排列的浅蚀刻气孔之光子晶体，创建了一个平能带。接下来他们使用改造后的扫描电子显微镜以1°向光子晶体表面发射20~40 keV的自由电子束（见图一）。与平能带外发射的光子相比，测得的辐射增强了100倍；而与控制硅光栅产生没有平能带的Smith-Purcell辐射相比，测得的辐射增强了增强了30倍。

此外，发射的光子的偏振是可以被控制的，虽然Smith-Purcell辐射优先与电子束偏振平行，但光子平能带能在光子晶体支持的模式下能发射类TE和类TM偏振的光子。

总体来说，这些发现代表了在增强和控制自由电子的光子发射方面迈出的重要一步。尽管可能需要进一步优化，但是使用平能带的新型光源可以透过调节光子晶体和电子束的能量，有效地产生波长和偏振完全可调的辐射。