本所硕士生李哲铨、张钧维参加「2023 International Conference on Semiconductor Technology for Ultra Large Scale Integrated Circuits and Thin Film Transistors Ⅷ 」，荣获「Best Poster Presentation Award - 1^st Place」，特此恭贺！

～ 教育部前瞻显示科技与跨领域人才培育计划在 Touch Taiwan 2023 的成果展 ～

（时间：2023年4月19日至21日；地点：台北南港展览馆）

整理：林晃岩教授

为鼓励大学培育前瞻显示科技与跨领域应用人才，接轨投入相关或新兴产业发展，教育部自2021年起推动「前瞻显示科技与跨领域人才培育计划」，委托国立台湾大学光电工程学研究所林晃岩教授成立与主持总计划办公室，第一期计划为期两（2021-2022）年，已建立3个前瞻显示科技校园示范场域，并成立4个前瞻显示科技与跨领域应用教学联盟，完成96件以新技术或实作课程为主的课程模块教材，除带领学生了解基本原理与进行实作外，并透过在3个示范场域的课内外实施，提供跨领域师生以新兴显示科技结合戏剧或美术之艺术展演创作、精准运动训练与球类赛事转播等多元的育乐学习，已有超过学生7,297人次受惠。^[1]

本次（第二年度）计划成果展是第二次参加由台湾显示器产业联合总会（TDUA）举办的台湾触控显示展（Touch Taiwan），教育部委托总计划办公室规划策展，共有18所大学校院师生团队共同参与，展出前瞻显示科技校园示范场域及跨校教学联盟等二大分项计划之推动成果。

展示会场的一大特色是透过VR仿真系统，利用3D建模技术，将在3个校园示范场域中的沉浸式展演作品与运动训练成果，带到南港展览馆4楼的展览会场中，运用VR头盔设备让参观民众能身历其境地体验，包括：台湾大学戏剧系学生共同创作，台大未来展演场（实验剧场）的沉浸式定目作品「动物狂欢节」；在台湾师范大学美术馆展出，结合科技与艺术的「林玉山的纸上花园」。此外，成功大学运用360度全景摄影与结合绿幕的动态立体捕捉技术，也在现场展示平日在学校体育馆捕捉学生上课或运动员训练，透过智能影像撷取与智能显示回放、提升精进学生学习或运动员战术技巧的应用情境。透过Unity的软件引擎运作，现场观众也可以与台大学生创作的「梦中梦」沉浸式作品进行动态互动！VR仿真系统是计划办公室因应沉浸式作品之内容编辑创作、成果汇整、异地展示与异地互动等发展需求，协助计划团队所开发的系统，充分发挥前瞻显示科技提升沉浸式创作教学、沉浸式场域与展演艺术产业等之具体效益。

在跨校教学联盟的部分，台北医学大学教学联盟发展虚拟实境在「智能医疗与健康照护」的应用，现场展出「应用于中风偏瘫患者手部复健的扩增实境镜像治疗复健软件开发」课程模块，将手部动作轨迹以AI算法融入VR及AR，模拟镜像治疗中风复健；国立阳明交通大学教学联盟则着重推动前瞻智能显示暨感测领域，展出「光电半导体组件」课程模块，介绍半导体发光组件的基本理论与实作，建立光电半导体组件制程技术的核心能力。台北医学大学教学联盟与台湾科技大学教学联盟，也分别运用VR仿真系统展示在台大未来展演场所展出的沉浸式「元心流」与「声光共感」作品，展现校园示范场域及跨校教学联盟等二大分项计划之交流成果，体现教学与场域实证的相辅相成！^[1]

今（2023）年Touch Taiwan系列展期为4月19日至21日在台北南港展览馆一馆4楼展出，汇聚总计来自10国家，295家厂商，使用862个摊位，吸引28,692海内外参观者前来，展览期间大会还举办了20场主题论坛及发表会，邀请143位讲师，论坛参与者达2,225人，为产业打造一个国际级跨领域交流合作平台。^[2]

教育部「前瞻显示科技与跨领域人才培育计划」成果展，开幕当日除获电子媒体新闻稿^[3]露出外，并有行政院吴政忠政委、经济部王美花部长、文化部李连权次长、中央研究院院士吴诗聪教授（美国中央佛罗里达大学）、台湾显示器产业联合总会TDUA柯富仁理事长（友达总经理）、TDMDA陈伯纶理事长（英特盛董事长）等多位重量级贵宾亲临展示摊位观赏成果。在展览期间，国科会、资策会、台湾虚拟及扩增实境产业协会、和硕联合科技公司等多家公私部门皆有多人驻足参访与体验，对于计划成效达到外溢效果。^[2]

[1] 《显示科技培育人才起步─前瞻显示科技与跨领域人才培育计划成果展》
（https://www.edu.tw/News_Content.aspx?state=F5D336F102ACBC68&s=FB5136C9E92A32F5&sms=169B8E91BB75571F）
[2] 《前瞻显示科技研发与人才培育计划2023年4月月报》
[3] 《显示科技培育人才起步 前瞻显示科技与跨领域人才培育计划成果展》
（https://www.storm.mg/localarticle/4778094?mode=whole）

～ 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 张尧栋

欧洲见闻

难得来到欧洲，周游列国也是必须的，这也是来欧洲最大的好处之一，因为欧盟的关系加上各国都是相连的，交通方式相当多元，许多国家可以藉由公交车或火车抵达，不用过海关，手续非常简单，也让出游障碍降低许多。即使要坐飞机，也有廉航，使得旅行成本大幅降低，出国的机票甚至比台湾高铁还便宜。比如有次，楷文偶然发现来回罗马的机票只要台币1000元，我们就立刻下订，来了一场说走就走的旅行。由于学期中课业繁忙，我们上下学期只有复活节、圣诞节这种长假会拨出大约一周去邻国出游（如法、荷、英），因此我是等到六月底毕业后才开始连续跨国旅行。（不过把所有课业、口试全压在六月结束挺累的，而且还有不能被当的压力。）

根特的下学期考试都在五月底到六月底之间，口试则是六月三十日，我们在口试隔天马上就去了德国黑森林旅游，之后我们三人的行程开始有些不同。我是从七月一日一直玩到八月十五日，几乎没休息、扎扎实实的四十五天，共游历了九个国家，行程遍及南法、德、西、葡、奥、匈、捷、义、卢、比。连续玩四十五天乍听之下十分梦幻，但我还是建议要留一些空白，结束一至两个国家的行程后，休息一下再继续玩。毕竟在五、六月时，每周都有一科期末考，再加上project和论文、口试等，我持续两个月每天早上九点前起床、两点后睡觉的高压力生活，这时最需要的还是睡眠，而不是旅游。旅游需要配合行程，加上还是会有什么都想看的心态，因此行程的密度也会很高，就这样累积了很多个月的疲倦感，在旅游当下很多次后悔自己为什么要虐待自己。虽然事后来看，一切的安排都是最好的安排，如果不排得这么紧，之后也不会有时间安排实习；在旅游地当下很多时候都很想在家躺平，但是后来回想都是非常非常美好的回忆，且在不同国家体验到的文化、欣赏的美景美食，遇到无论好或坏的人事物，都是一辈子最珍贵的回忆。【全文完】

撰文：光电所硕士班 陈楷文

欧洲见闻

欧洲是一个富有历史、文化和多样性的大陆。在比利时生活了一年，我深深体会到欧洲这个地区的独特魅力和丰富多彩的景观。透过这篇文章，我想分享我在欧洲就学、生活、旅行中所见所闻的一些精彩瞬间。

在学习研究上，我认识了光电（硅光子）更多研究的方向以及兴趣，在与自己不同环境下成长的同学相处中探索到看待同一件事物的不同可能性。在根特大学的一年研究生涯中，不仅使我在学术上进步了很多，更多的是提升了研究的严谨性或是思考的多元化。举凡教授们上课的方法、领导研究生思考的步骤、学生参与课堂的活跃程度，以及如何在有限的时间内完成一篇研究论文等，都让我受益匪浅。

在欧洲日常生活上，我更加地体会了如何从陌生的环境一点一滴地建立起熟悉的生活模式。从一开始的不习惯当地语言、与台湾不同的气候、欧洲行政效率的慢条斯理、每天自己下厨，到在烦闷的读书生活中重新培养兴趣，踏出自己的舒适圈。欧洲生活的慢步调是需要时间的累积去习惯的。相较于高楼大厦环绕的都市生活，欧洲的生活模式会是我向往的未来生活。

在欧洲各国旅行的途中，我才意识到自己所了解的世界是有多么渺小。徜徉在古迹之中更能领悟到还有更多的地方值得我们去追寻。我在意大利被美食、历史和文化慑服。我在罗马参观了古罗马遗址，被这些壮观的建筑和遗迹深深震撼。我造访了法国的巴黎，这座浪漫之都给我留下了深刻的印象。在罗浮宫，我欣赏了众多世界知名的艺术品，如《蒙娜莉萨》和《自由引导人民》。我还漫步在香榭丽舍大道，感受这个时尚与奢华交会的地方。在挪威的峡湾地区，我游览了峡湾和峰峡的绝美风景，感受到了大自然的恩赐。在冰岛的冰川和火山，我感受到了大自然的力量和威严，也深深体会到了人类在这个脆弱而伟大的世界中的渺小。

最后，我想谢谢一年半前的自己愿意鼓起勇气投下EMSP申请表，踏上一段探索自己的旅程。我也推荐同学们若是觉得自己的生活过得太安逸，不妨可以参加EMSP双学位计划，挑战自己的极限，到这个世界闯一闯。

四月底左右我收到了根特大学Photonics Engineering的PhD offer，将在2023年9月份回到根特继续攻读硅光子的博士学位。未来若有同学对于EMSP或是根特大学PhD有任何疑问，也欢迎与我联系（LinkedIn: Kai-Wen (Kevin) Chen）。【全文完】

撰文：光电所硕士班 黄喻农

欧洲见闻

在欧洲工作，与台湾不一样的是，虽然以电机工程类来说普遍还是台湾薪水比较多，但相对的工作时数也长很多。我认为欧洲人对工作的态度就是work for life，听说工作太久，老板反而会觉得你很奇怪，我觉得在work life balance上，在欧洲能够做到比较好的平衡。

关于罢工，这件事对他们来说是再平常也不过的事了，但我每次遇到还是会觉得很麻烦，平常只要一个小时就到得了的地方，最后却要花两到三小时才到。甚至有一次，很期待能够搭着廉航去瑞典玩，在出发前一天被告知罢工延长时间，于是航班被取消，令人措手不及，只好摸摸鼻子黯然接受。

关于商店的营业时间，这大概是在亚洲待太习惯，来到欧洲会觉得最不方便的事情了，普遍的商店营业时间都到六点或七点而已，至于假日，尤其是星期天基本上是不营业的，虽然听说过原因来自于基督教或天主教的信仰，星期天是休息日。但是我有时候仍会纳闷，假日不是很多上班族才会有空出来逛街的时候吗？应该这时候最可以赚钱才对。

关于厕所要收费，这算是我刚来到根特遇到的第一件冲击。我记得我与室友去吃麦当劳，而当我们点完餐要去上厕所，竟然看到一位阿姨坐在门口，那时候的我们没多想就走了进去，结果她开始大叫说需要付钱，我们才意识到这一件事。在欧洲，普遍来说厕所都需要付个1欧左右，很有使用者付费的概念。

另外我发现，欧洲人普遍来说阅读的比例很高，常常能看到在火车上、公园里、咖啡店里，拿着一本书在阅读的人们，相当有趣。

来到欧洲，觉得最不一样的事是很轻易就能够出国。待在比利时的根特，去法国北边的大城市里尔只要搭火车一个小时、去荷兰的阿姆斯特丹大概三个小时、去德国科隆大约需要四个小时，这是待在台湾很难想象的事。只要有假期而时间上也允许，旅游绝对是参加这个计划中最期待的一件事。在这一年来，我去了柏林、巴黎、伦敦等，其中我想要分享的是去南法的亚维侬以及其它周围城市的行程，那个时候亚维侬有艺术节，整座城市超级热闹，各种的剧场表演、艺术表演的宣传海报铺天盖地，散落与公布在各个角落，而街上也有很多街头艺人的表演，让人沈浸其中。而南法其它的城市则是令人觉得非常悠闲，真的很有想象中的南法风情，是很适合放松度假的好地方。最后想要分享的是在欧洲旅游，很多地方没有亚洲安全，听到很多人在伦敦手机被偷、在西班牙被偷鞋子、钱包被扒、在巴黎被翻口袋等的事情，这一点真的是在旅游的时候要多加小心！【全文完】

Fully electromagnetic wave optic simulation and analyses of the cross-scale reflective 3D emissive pixel configuration for displays

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

To enhance optical out-coupling and power efficiency of light-emitting diode displays, a reflective three-dimensional (3D) pixel structure had been reported previously. The multi-scale optical simulation combining wave and ray optics used for optical modeling of such cross-scale structures in the previous work, although more effective in computing time and resources, was not able to treat all detailed emission properties. In our study, by reducing the computing load to a feasible scale via refining the meshing, symmetry simplification and a few other strategies, we successfully conducted the full electromagnetic wave optics simulation of the cross-scale 3D light-emitting pixel structure and used it to treat all detailed emission properties (either spectrally integrated or wavelength resolved). The reported simulation approach and strategy shall provide a useful guide for handling similar cross-scale numerical electromagnetic wave optics simulation.

MoS₂ as Effective Cu Diffusion Barriers with Back-End Compatible Process

Professor Chih-I Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 吴志毅教授

The previous researches showed that MoS₂ growth methods, such as high temperature CVD and Plasma Enhance Chemical Vapor Deposition (PECVD), need transfer process and also not BEOL compatible temperature. In this work, a novel MoS₂ synthesis process which includes the advantages of thermal budget and direct growth was proposed. The experimental equipment set up as a new process synthesis MoS₂ schematic was shown in Fig. 1. The Transmission Electron Microscopy (TEM) image also showed the 3~4 layers of MoS₂ (~2 nm thick) since the pre-deposition metal film was three layer of Mo atoms (Fig. 2b).

The diffusion barrier property of MoS₂ was measured by Time-Dependent Dielectric Breakdown (TDDB), and evaluated by time-to-fail with a probability of 50% (TTF50%). Fig. 3. shows the cumulative distribution of t_BD, with the condition of without barriers, with 3nm Ta barriers and 3nm MoS₂ barrier in the capacitance structure. With the addition of the MoS₂ barrier, the TTF50% was apparently enhanced from 15 to 26 s at 8 MV/cm, from 38 to 117 s at 7 MV/cm, from 111 to 482 s at 6 MV/cm, and from 373 s to 2392 s at 5 MV/cm, showing the significant improvement in device lifetime at low field. Also, compared with the same thickness of Ta barrier, the MoS₂ obviously has better anti-diffuse ability.

The E-model and 1/E-model are often referred to as the upper bound and lower bound of the prediction range (Fig. 4). The lifetime at the normal operating field (defined at 0.5 MV/cm) was increased by 45.2x (E-model) or 1014x (1/E model) times with the MoS₂ barrier. Since the general device operating temperature may be higher than 80°C, it was necessary to confirm MoS₂ barrier layer still have its lifetime advantage under high operating temperature. Here, we take TDDB measurement at constant field (6 MV/cm), varying from 25°C, 50°C, 75°C and 100°C, respectively. Fig. 3c shows the TDDB measurement under various temperatures, and it can be observed that t_BD shows decreased trend with raised temperature. In spite of this trend, MoS₂ still maintains excellent barrier ability. MoS₂ synthesis via MW-PECVD showed the great compatibility of BEOL.; Furthermore, we measure TDDB under various electric field and temperature, the results reveal that MoS₂ has great barrier layer property.

论文题目：三五族合金之局限效应与二硫化钼钨随机合金之能带计算

姓名：蔡宗印   指导教授：吴育任教授

摘要

过去的文献指出合金扰动会影响三族氮化物合金的电子特性，但对常见的三五族半导体合金影响却不高。为了去研究合金扰动在三五族半导体合金的影响，三维的随机扰动合金地图被采用在我们的模型中，并且使用了Localization landscape理论与薛丁格模型来探讨载子在三五族半导体合金的行为。我们藉由Localization landscape模型计算出载子实际看到的等效的量子位能分布。结果显示常见的三五族半导体合金中看起来非常平坦，而在三族氮化物合金位能的扰动却很明显。最后我们藉由标准差来量化位能扰动的程度。再者我们利用了薛丁格模型来计算波函数的分布。在铟比例为三十个百分比的氮化铟镓，电洞基态的机率密度分布看起来被局限在一些特定的区域。最后我利用参与比例与局限长度来量化载子波函数的局限程度。除此之外这个论文还使用了全s、p与d轨域的紧密束缚模型来计算单层与扶手椅边缘的奈米带的二硫化钼钨合金。我们采用了随机合金地图在紧密束缚模型中来探讨随机合金地图的大小与考虑的随机地图数目对结果影响。再者我们分析了二硫化钼钨合金单层与扶手椅 边缘的奈米带的电子特性，例如状态密度、轨域分布、等效质量与能隙等等。 图一、In0.3Ga0.7N（三族氮化物代表）与In0.3Ga0.7As（常见三五族半导体代表）的导电带与价电带等效量子位能分布图。其中1/uc与1/uv代表电子与电洞看见的等效量子位能。 图二、单层二硫化钼钨合金的状态密度等效质量(mdos)随着钼成分的变化。其中me,dos 与mh,dos 分别表示电子与电洞的状态密度等效质量。误差条表示不同随机地图的均方根误差。

— 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 —

激光印刷的微电子技术

使用激光编写微米级金属或半导体轨迹的能力，可以为激光印刷微电子学打开大门，而无需在无尘室进行微影制程，也不需要高真空沉积来进行制造。

来自德国卡尔斯鲁厄理工学院的科学家团队是这项创新的幕后推手，并在《Nature Communications》期刊上发表了他们的研究成果（Yang, L. et al. Nat. Commun. 14, 1103, 2023）。研究人员证明，经由紧密聚焦的红外或可见激光光束，能将特别调制的水性油墨转换成物理轨迹，并形成尺寸仅1微米的电子组件，包括电二极管、忆阻器（memristor）、十字形开关（crossbar switch）和晶体管等。

具体来说，来自钛蓝宝石激光的780nm聚焦飞秒红外脉冲能够写入铂或银的电导轨迹，而连续波532nm激光能够写入半导体氧化锌（ZnO）的轨迹。铂和银的轨迹是在油墨内部透过多光子吸收形成的，而氧化锌的轨迹则是在铂轨迹下方由油墨内的电浆子单光子吸收形成的（如图一）。写入时间因材料而异，从银轨迹的1cm/s到氧化锌的100μm/s不等。

卡尔斯鲁厄团队结合两种技术，创建重迭的轨迹，成功制造了一个1×6十字形忆阻器（如图二），一种可以在高和低阻抗状态之间切换的电子组件。

忆阻器是透过对装置电极施加特定的电压序列来控制的，从而触发在氧化锌层中形成或破坏银导电丝，从而在低阻态和高阻态之间大幅改变其电阻。作者在他们的论文中评道：「我们第一代的激光印刷忆阻器显示出超过102的电流开关比以及高的保持性和耐久性。」

该团队使用了一个6×6十字交换忆阻器数组，以创建一个物理不可复制函数（physically unclonable function, PUF），类似于数字指纹用于身份验证和认证目的的硬件安全代码。PUF是由6×6数组元素的读出电流形成的。对于数组中的26个忆阻器单元的每个进行300次读出周期的测试显示，PUF响应中没有位错误。

「我们的微型安全电路可以直接使用激光印刷技术印刷到产品上，不需要事先制作芯片。」 作者解释道：「激光印刷不仅可以作为独立技术使用，还可以轻松地与其它印刷技术（例如喷墨印刷）相结合，从而极大的扩展了电子组件添加制造的方法及可能性。」