～ 2024 光电所期末耶诞餐会  花絮报导  ～

（时间：2024年12月20日；地点：台湾大学电资学院明达馆3F中庭广场）

花絮整理：所学会会长孙立维

光电所因疫情影响睽违数年后，终于又在2024年的期末，由所学会主办了一场期末耶诞餐会活动。准备前期由于活动举办时间接近年底，导致与外烩厂商联络时出现多家厂商皆已订满的情况，还好Mr.Ogenki元气先生愿意在活动前一天提前将器材运来学校，交由我们工作人员收纳，并在餐会当天一早就来现场协助布置，才让活动的筹备顺利完成。

活动当天我们10:30就开始与厂商一同摆设器材与食物，并在12:00左右将一切布置到位，此时已经陆陆续续有零星的同学前来报到，在稍作等待后人潮涌现，我们也正式开放同学取餐。

活动前几天我们也安排了工作人员前往卖场采购外烩正餐以外的饮料及糖果零食，并在当天设置了饮料吧，提供同学们冰凉的饮品选择，也让参与活动的大家可以在离开时带走糖果作为小礼物。

在一段欢乐饮食时光后，所长也抵达现场，为同学们发表了学期的总结与对新一年的祝福，同时我们也藉此机会公布了下学期促进同学们运动健康的运动场地租借费用补助计划。

在活动的最后，由所学会发起、同学们自愿参与的耶诞交换礼物桥段，则是由同学们各自提供神秘礼物，所学会会长抽出第一位上台后，选择自己的惊喜奖品，同时抽出下一位幸运的同学。这个活动的目的是为了让同学们可以把家中还有用、但是可能没在使用的物品，带来现场做为礼物互相交换抽奖，既保留了耶诞礼物的惊喜感也可做到资源利用的环保理念。

最后，我们以同学们的现场合照为这次的活动留下一个完美的纪念，并感谢大家的参与。

Blue triplet-triplet fusion organic light-emitting diode with bi-layer emitting layer

Professor Jiun-Haw Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 李君浩教授

A blue organic light-emitting diode (OLED) based on triplet-triplet fusion (TTF) was demonstrated consisting of bi-layer emitting layer (EML) structure, which were 1-(2,5-dimethyl-4-(1-pyrenyl)phenyl)pyrene (DMPPP) and carbazole-substituted anthracene (CbzAn) which acted as triplet tank layer (TTL) and triplet-triplet fusion (TTF) layer, respectively. 5% of 7,7,13,13-tetramethyl-N5,N5,N11,N11-tetraphenyl-7,13-dihydrobenzo-[g]indeno[1,2-b]fluorene-5,11-diamine (DPaNIF) was incorporated inside TTL and TTF layer as dopants. Carriers recombined at the TTL which formed 25% singlets and 75% triplets. Singlet emission happened in TTL, while triplets transferred the energy to TTF layer undergoing upconversion process followed by light emission. External quantum efficiency of this blue OLED achieved remarkably 11.12%.

Reference:

Kai-Hong Hsieh et al., Adv. Photonics Res. 2024, 2300344.

Surface Acoustic Wave Actuated Plasmonic Signal Amplification in a Plasmonic Waveguide

Professor Jian-Jang Huang's Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 黄建璋教授

Enhancement of nanoscale confinement in the subwavelength waveguide is a concern for advancing future photonic interconnects. Rigorous innovation of plasmonic waveguide-based structure is crucial in designing a reliable on-chip optical waveguide beyond the diffraction limit. Despite several structural modifications and architectural improvements, the plasmonic waveguide technology is far from reaching its maximum potential for mass-scale applications due to persistence issues such as insufficient confined energy and short propagation length. This work proposes a new method to amplify the propagating plasmons through an external on-chip surface acoustic signal. The gold-silicon dioxide (Au-SiO₂) interface, over Lithium Niobate (LN) substrate, is used to excite propagating surface plasmons. The voltage-varying surface acoustic wave (SAW) can tune the plasmonic confinement to a desired signal energy level, enhancing and modulating the plasmonic intensity. From our experimental results, we can increase the plasmonic intensity gain of 1.08 dB by providing an external excitation in the form of SAW at a peak-to-peak potential swing of 3 V, utilizing a single chip.

论文题目：二维材料后段兼容制程开发及在互连中的应用

姓名：郭继元   指导教授：吴志毅教授

摘要

对于后段制程（BEOL）互连，铜（Cu）具有低电阻率，因此被认为是优选材料。其中在铜互连中应使用氮化钽（TaN）作为阻障层（barrier），是为了防止铜因其高扩散性而扩散到介电层中。然而，随着铜互连尺寸的不断缩小，随着Ta/TaN占用的体积增加，电阻率会急剧增加。由于传统阻障材料（TaN/Ta）的三维特性，在厚度低于3奈米时，阻挡铜扩散的能力逐渐丧失。因此随着尺寸缩放需求的增加，TaN/Ta在保持阻障特性和增加电阻率的同时已达到缩放极限。相比之下，二维材料具有缩放至低于2奈米以下的潜力，并同时能够保持阻障特性。关于下一代互连技术，钴具有较小的平均自由径，这减少了因平均自由径造成散射效应的影响，而且它们同时是具有高熔点的材料，因此被视为是取代铜互连的候选材料。本研究将问题分为两个阶段来解决，短期目标主要是利用二维材料的厚度优势取代现行的阻障材料以增加Cu导线的截面积去减少尺寸微缩所造成电阻值上升的问题，以MW-PES成长MoS2作为barrier（如图一）；而长期目标则是考虑以Co来取代Cu导线，以解决Cu导线微缩下面临的electromigration日益严峻的情形，利用HW-CVD成长Graphene-all-around架构（如图二），透过二维材料包覆住金属导线的架构可以利用Co抵抗electromigration效应较好的优势将其作为interconnect材料，进而实现替换互连材料之目标。 图一 图二

— 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、郭权锋 —

光子捕获检测器

硅基材料易于制作成光电检测器，但其性能不一定总是适合目标应用。近日，中国电子科技大学的Han Dou及其研究团队提出了一种增强硅的红外线吸收并扩展其检测波段的方案。该团队将光子捕捉孔数组整合到基于硅基PbSe薄膜之金属-半导体-金属（MSM）光电检测器的表面（如图1所示）（H. Dou et al. ACS Photon. 11 (2024), 3688–3696.）。

增强型光电检测器是在由3 μm厚SiO₂层和1.5 μm厚Si器件层构成的绝缘体上硅（SOI）基板上制造的。其上利用蒸镀技术沉积了一层80 nm厚的PbSe薄膜。透过离子蚀刻技术形成了以方形晶格排列的孔数组，孔深度为150 nm。中国科学家制造了三种组件：一种不带孔数组，两种带有孔数组的器件，其孔径（d）与晶格周期（p）的比例分别为700/1,000 nm和700/2,333 nm。组件顶层设置了两组分立的金（Au）金属指状电极，以指叉电极的形式在PbSe薄膜中产生电场。研究团队测量并比较了这三种组件在不同波长下的检测性能（图2）。

研究人员发现，与基于时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）的数值模拟一致，光电检测器的峰值吸收波长随着晶格周期的增加而增加。当晶格周期分别为1,000 nm、1,280 nm和1,520 nm时，在850 nm、1,064 nm、1,310 nm和1,550 nm实现了超过90%的高吸收（图2）。

光电检测器提供线性响应，当波长808 nm时，孔径几何形状为d/p = 700/100 nm的组件在功率密度为942 mW cm^–2时表现出8.1 μA的最大光电流。光电检测器的反应率为0.449 A W^–1，比没有孔径数组的侦测器提高了2.25倍。在近红外线区域观察到响应度得到改善，在1,064 nm、1,310 nm和1,550 nm波长的增强因子分别为2.67、3.34和3.57，使组件能够覆盖光通讯的C和L波段。外部量子效率（External Quantum Efficiency, EQE）也有类似的增强：当偏压为2 V时，在808 nm波长处获得的最大EQE为68.92%。