本所碩士生蔡明順、博士生張凱勛同學榮獲 「Laser Display and Lighting Conference 2023 Student Award」，特此恭賀！

～ 光電所所屬實驗場所小型緊急應變演練 ～

（時間：112年4月27日，上午10:30~11:00）

整理：簡璟

演練地點：電機一館103室

演練內容：

本次演練主要目的為使人員在實驗室意外災害事故發生時各司其責，採取正確而有效方式控制災害，並落實實驗室人員具備緊急逃生之觀念與方式，以提高緊急狀況時的應變能力。

上午10時30分於電機一館103實驗室，假設學生進行實驗時，發生火災意外，學生進行初步滅火後，緊急通報所辦公室人員，並進行全館廣播人員疏散。本所人員接獲通報後，即刻聯繫館舍系辦人員協助疏散支援；現場啟動緊急分組編派人員協助：於出口引導疏散人員儘速遠離館舍、協助火勢控制、設置人員禁止進入標示、設置救護站協助受傷同學、於集合區清點確認疏散人員名單。所辦人員同時持續緊急聯繫實驗室負責教師（王倫教授）、所長（吳育任教授）、副所長（陳奕君教授）及本所環安衛委員（林建中教授）前往電機一館出口廣場前集合；由所長、環安衛委員掌握現場狀況並進行指揮調度，確核實驗室全部人員疏散完畢，順利完成此次疏散演練。

此次疏散演練加強了大家在意外發生時，能即時進行緊急通報及疏散的觀念。感謝教師、同仁及同學們的全力配合。

～ 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 ～

【之六】

撰文：光電所碩士班 張堯棟

人際相處

這一年很幸運，我是跟楷文、喻農一起出國，彼此有照應，也比較不會孤單。根特有台灣人協會，在出國前加入，會長就會指派在那裏生活較久的學長姐當我們的mentor，讓我們有問題可以找到人詢問。到當地後也會舉辦迎新，因此有機會認識來攻讀博士、交換學生或工作的台灣人，拓展交友圈。也拜台灣人協會之賜，這一年我們在根特有一群很好的朋友，可以一起出去玩和分享心事。在上學期，我們每周會有一個晚上聚在一起吃飯，不定期會去喝酒，也曾大家揪團造訪了許多國家，無論是讀書、運動、旅遊、喝酒，有太多在根特的回憶是跟這群人共創，可以說是我們在根特最好的後盾。

由於今年我們三個都沒有抽到宿舍，錯失了許多認識國際學生的機會，因為學校宿舍裡有來自各國的交換生、大學生，大家會有很多機會在公共廚房碰面。我們合租了一個大公寓，除了室友都是台灣的同學外，由於我們是第二年的插班生，加上我們這屆因為疫情學生數很少，且進行遠端授課，剛來的前兩個月基本上不太需要去學校，沒什麼機會認識外國朋友，當時還有些擔心是否會到畢業前都沒機會認識來自其他國家的朋友，英文能力也沒進步。還好藉由前來當交換學生的台灣朋友將宿舍室友或是課堂同學介紹給我們，最後我們也交了不少國際朋友！由於這些國際生也不是本地人，大家都是來到陌生的環境重新開始，所以交友的包容性非常高，也很熱情，這一年一起打籃球、玩桌遊、喝酒、舉行派對等等，即使回到台灣仍跟他們保有聯繫，是相當珍貴的友誼。

發揮廚藝也是一種有效的交友手段。一開始只是每周的台灣人聚會，我跟楷文輪流掌廚，漸漸學會煮多人的餐點，之後在一些有外國朋友的場合時，我們也會盡量煮一些台灣菜讓他們體驗。後來開始會有一些外國友人提議一次我們煮、一次換他們掌廚，讓彼此都可以學習、體驗不同國家的飲食文化。到了暑假，為了感謝指導教授，順便想讓他們體驗台菜，我也煮了四菜一湯，包含控肉滷蛋、蔥蛋、白菜滷、炒高麗菜和香菇雞湯，請他們到我家一起吃飯聊天，是一個非常難得的體驗（我事後才知道歐洲人並不會請教授到家裡吃飯）。畢業後到公司實習的最後一天，我故技重施，自告奮勇說要煮給全公司的人吃，順便做一份投影片介紹台灣文化，也因此實習倒數第二天我提早回家開始準備餐點，殊不知準備18人份的餐點難度遠高於8人，任務完成後我也就放棄廚師夢了......。不過，下廚雖然很累，但可以藉此認識更多人，同時介紹自己國家的文化，看到別人驚豔滿足的表情更是讓自己獲得滿滿的成就感！【精彩內容，下期待續～】

撰文：光電所碩士班 陳楷文

人際相處

相信每個前往其他國家留學的同學，都嚮往與外國同學交流、交朋友。除了提升自己的英文實力之外，藉由與不同國家的人相處，認識與自己文化不同的朋友也是我在根特生活一年下來感觸很深的一部分。

首先是與師長相處的部分，最能也最直接感受到文化差異，就是與指導教授Dries的相處。首先，在台灣的話我們總是會很有禮貌地以姓氏稱自己的指導教授為某某老師，在歐洲的話則是在書信往來或是實體見面時直接稱呼他們的名字就好，一開始我不太習慣，但在幾次meeting後聽同組的博士生也都這樣稱呼老師，也就慢慢習慣了。教授們與同學間比較像是朋友間的相處模式，不管在上課時或是討論研究內容，教授們喜歡聽我們的意見，並且不吝嗇給予稱讚，且像朋友一樣給我們意見，建議我們怎麼做才會更好。中午午餐時間或是下午茶時間我們也時常會和教授一起到學校餐廳用餐，可以順便在這個時間練習英文口說能力，及聽聞一些當地比利時人平時生活上都在做什麼的小趣事。

因為疫情的關係，今年各個國家參與EMSP的學生比起往年來說減少很多，又由於我們算是插班生的關係，並不認識同屆的同學。好在根特大學的選修課通常需要分組進行討論來完成學期作業，因此在修課過程中也會與其他同學交流，普遍遇到的國外同學都很令我佩服，不論是對課程作業的要求及細心，或是在與我溝通時總是能夠互相傾聽意見再一起讓這份作業更完美。當然這種隨機分組的課程也會遇到比較不友善的同學，令我印象最深刻的是一堂實驗課，我被分到與一個奈及利亞的同學一組，總共只需要出席三次的實驗，他就遲到了兩次各一小時，實驗完成後撰寫報告也是草草帶過，起初我很耐心地詢問他為什麼這樣做，但他總是敷衍我，讓我對他的印象非常不好。

在EMSP的論文研究中，通常指導教授都會指派一至二個博士班學生做為你的daily supervisor，舉凡實驗室儀器壞掉、對研究方向有問題、或是碩士論文的訂正都可以詢問這個學長的意見。最令我震驚的是在論文收尾期間，論文的批改都是由這些博士班學長負責的，指導教授不會對論文有什麼意見（至少我的經驗是如此）。這也是台灣和歐洲對碩士班的養成差異很大的地方，台灣的老師多數希望碩士論文要有一個最終結果，歐洲則比較在乎你在得到結果中間的過程學習到了什麼，能夠做出一個好的presentation闡述你在這個研究獲得了什麼就可以，比較不在乎最後的結果。【精彩內容，下期待續～】

撰文：光電所碩士班 黃喻農

人際相處

與外國人交流，首先有一件事與台灣人非常不一樣，那就是他們很不吝於打招呼，無論你是不是認識的人。只要稍微對到眼，基本上都會被回以一個善意的微笑，有的時候在校園搭電梯、去店裡買東西，都會互相說哈囉、打個招呼，從小地方就能感受到歐洲人的熱情。再來是上課時的觀察，同學非常踴躍發表意見，我發現這應該是歐洲課堂上普遍的風氣，學生們勇於表達意見、並且能夠說清楚自己的想法，而老師們也很喜歡、鼓勵學生們這樣做，然後提出後與大家共同討論，可能是因為這樣，普遍來說，他們的報告表現都很厲害。

在我們這一屆，主要的學生就是四個台灣人、三個中國人、兩個比利時人，算是人數比較少的一屆，因此我們與同屆同學的交流反而還是以中文為主。下一屆則有將近二十幾位學生，由於我們算是直接插班進二年級，有很多課是跟一年級一起修，因此也認識了許多一年級生，其中除了比利時人，還有立陶宛、印度、奧地利與西班牙人等。開學後的第二個月，我們一起聚餐，舉行小迎新，恰好當時台灣與立陶宛互送口罩與疫苗，因此立陶宛同學提起了這個話題，然後相談甚歡。

我選的論文題目研究主要是在液晶實驗組，位於iGent大樓的七樓，教授提供了一個位置讓我可以平常在那裡做事、唸書。大樓裡每兩層就有一個茶水間，提供咖啡、茶與水果，常常能看到同一層的博士生、教授們在休息的時候遇到，見到面之後就聊個天、甚至互相討論起研究的內容，而遇到我也是如此，大家都很熱情地與我聊天，關心我論文的進度，也幫我提出一些可能會遇到的問題，偶而嚴肅、大部分則是輕鬆的態度，使我很喜歡在茶水間喝著咖啡與老師、博士生們聊天。

除了認識同學以外，我也認識了不同學程的外國朋友，例如交換學生、Erasmus學程，包括義大利人、西班牙人、德國人、日本人、葡萄牙人等。我和室友們邀了幾次請大家來家裡一起吃飯，煮了一些台灣食物，另外也見識到了西班牙料理，然後分享流行音樂、求學過程等，是很有趣的回憶！【精彩內容，下期待續～】

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

臺灣大學光電所 毛明華教授

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).

論文題目：有機發光二極體以及鈣鈦礦太陽能電池的電性以及光學元件模擬

姓名：黃雋宇   指導教授：吳育任教授

摘要

本論文使用了實驗室自主開發的Poisson & drift-diffusion軟體（DDCC）來探討有機發光二極體以及鈣鈦礦太陽能電池的元件表現，並且針對元件的特性進行模擬上的優化。（1）探討在有機主客混合系統中的載子遷移率變化模型，電子電洞在發光層中平衡分佈是各種有機發光二極體中的重要課題，然而目前大部分高效的有機發光二極體需要藉由摻雜主客體有機材料來增加發光效率，許多研究指出有機系統摻雜後的載子遷移率變化是非線性的變化，因此這讓載子平衡在設計上變成一件困難的事情。我們利用上述提到的求解器並且配合易辛模型來展示主客體材料中載子遷移的變化，為了驗證求解器的正確性，我們分別製備了不同濃度的單一電子/電洞元件以及參考文獻中三種不同的有機主客體混合系統的量測資料來確認求解器的正確性和可靠度。驗證過後則透過模擬結果可以發現產生這種非線性變化的原因為在客體材料濃度較低時，客體材料在系統中扮演了類似缺陷陷阱的角色，由於濃度太低以及主客材料能量差過大，因此將會導致系統大部分載子被局域化至客體材料且系統整體的移動性載子數量大量下降，而造成載子遷移率的大幅下降。而在摻雜濃度漸漸上升的過程中，對於載子而言，客體材料會漸漸形成通道的角色因而使載子能夠在這些低能態的通道上傳輸，因此載子遷移率會漸漸上升至接近客體材料本身的載子遷移率。（2）探討TTF-OLEDs的電性模擬，在這此工作中，該求解器用於探討TTF和hyper-TTF-OLEDs的電性差異。透過模擬結果可以將內量子效率由23%提升至35%。（3）並且透過時變離子遷移模型，能夠探討由離子引起的鈣鈦礦太陽能電池中的電流電壓遲滯效應，並且透過模擬結果可以發現造成遲滯效應最關鍵的因素為鈣鈦礦材料中的內建電場。此外，透過模擬可以發現影響遲滯程度的關鍵在於材料的解離程度、晶體的品質以及載子傳輸層的材料。其中載子傳輸層的影響來自於所選材料的介電常數，選擇介電常數較低的材料作為載子傳輸層，由於能夠將整體的電壓較大程度的分壓至傳輸層，進而讓鈣鈦礦材料層的分壓較低而降低離子帶來的遲滯效應。 圖一、載子在主客體摻雜系統下的遷移率變化 圖二、不同掃描速率造成的遲滯程度

— 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、林珈慶 —

平能帶促進發光

自由電子移動所時會釋放光子，從自由電子雷射到顯微鏡再到粒子加速器，這種現象在各種應用中發揮顯著作用。然而，移動電子的動量與發射的光子動量間的不匹配限制了兩者之間的耦合強度，也限制了光子發射效率。

Yang和他的同事們在Nature上的發表（Y. Yang et al. Nature 613, pages 42~47, 2023），展示了光子平能帶（photonic flatband），即光子晶體或晶格的光子能帶結構的無色散分支，可以緩解這種動量間的不匹配。

通常自由電子的光子發射是透過使電子靠近週期性光學結構的表面來產生的，而其中近場繞射允許相位匹配和Smith-Purcell輻射的發射。在這種情況下，電子和光子之間的耦合強度正比於珀塞爾因子（Purcell factor）和態譜密度（spectral density of states）。Yang及其同事推斷，一個連續的平能帶（flatband）共振同時改善了這兩個因素，因此相較於基於繞射的Smith-Purcell程序，有望將光子發射增強三個數量級。

作者為了檢驗其預測，使用一個由矽基板上方形晶格排列的淺蝕刻氣孔之光子晶體，創建了一個平能帶。接下來他們使用改造後的掃描電子顯微鏡以1°向光子晶體表面發射20~40 keV的自由電子束（見圖一）。與平能帶外發射的光子相比，測得的輻射增強了100倍；而與控制矽光柵產生沒有平能帶的Smith-Purcell輻射相比，測得的輻射增強了增強了30倍。

此外，發射的光子的偏振是可以被控制的，雖然Smith-Purcell輻射優先與電子束偏振平行，但光子平能帶能在光子晶體支持的模式下能發射類TE和類TM偏振的光子。

總體來說，這些發現代表了在增強和控制自由電子的光子發射方面邁出的重要一步。儘管可能需要進一步優化，但是使用平能帶的新型光源可以透過調節光子晶體和電子束的能量，有效地產生波長和偏振完全可調的輻射。