光電工程研究所
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本所於民國91年成立碩士班，94年成立博士班。本所成立之宗旨及教育目標在於培育符合社會所需的光電科技專業人才，本所發展目標在於實現學界對於國內產業的關懷與參與之願景，並朝向「產業知識化、知識產業化」的發展趨勢與需求邁進。近年來，本校已轉型為綜合研究型大學，依據校務整體發展計畫與本所發展策略規劃之需求，將能提供本所未來發展之參考與願景。
本所研究方向 ：
一、光電材料與元件模組
二、奈米生醫及醫學影像
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Item 相位式電腦全像片之研究(2004) 林政宏本論文分別以Iterative Fourier Transform Algorithm 及Direct Binary Search 兩種演算法設計相位式電腦全像片並探討其特性，從理 論設計、模擬分析到應用，我們進行一系列之研究。旨在介紹如何利 用全像之概念來設計相位式電腦全像片，並以液晶光學空間調制器進 行光學重建。首先說明設計的方法與基礎，根據光波繞射理論以電腦 程式計算出全像片之光場分佈，並且量測了液晶光學空間調制器之光 波調制特性，包括光穿透率及相位變化…等，找出適合相位式全像片 光學重建之工作條件以實現相位式電腦全像片，最後並應用於雷射光 鉗上。 iItem 矽基太陽能電池熱處理分析及製程技術比較(2009) 陳安喬; An-Chiao Chen現今太陽能電池的種類很多，不過市場上主要還是以矽基為主，因此在本實驗中以矽基太陽能電池來探討。目前非晶矽太陽能電池中所使用的透明導電層各有不同，為了瞭解其差異，在實驗中使用FTO玻璃和ITO玻璃來當基板，完成太陽能電池製作後進行熱處理，使用不同條件的快速退火溫度，然後觀察其各種特徵參數的改變，如開路電壓、短路電流、填充因子、轉換效率等。而從實驗結果來看，可以發現FTO玻璃可以承受的溫度較高，各種特徵參數不會隨升溫而迅速變差，並從串聯電阻和分流電阻來探討其原因。 另一方面，高效率的異質接面太陽能電池(HIT)也是實驗探討的內容之一，提高效率即可降低其生產成本，故從製程方面的參數改變，如使用的基板種類、基板厚度、背電場的有無等等，來探討其最佳化的參數設計，以提高其效率。從實驗中可發現，有製作背電場和使用IC等級的晶圓，的確可以達到較好的效率，期望未來可以改良製程條件和參數等，達到最佳化的條件，進一步提高異質接面太陽能電池的效率。Item 一維及二維光子晶體光學性質之計算(2009) 劉正禮本篇論文主要是採用數值模擬的方法，研究一維及二維光子晶體的光學特性及應用。對於一維結構的光子晶體，我們透過轉移矩陣法來計算由超導層、介電層相互交替排列的週期組成，並求得其透射及反射的光學頻譜。利用模擬的結果，我們分析不同的相對週期厚度及入射角度對能帶分佈的影響，進一步歸納出各個變量在整體的結構中，所可能扮演的角色及造成的效應。在處理二維組成的光子晶體時，我們利用平面波展開法探求其能帶結構；並應用時域有限差分法，以光學模擬上常被使用的FDTD套裝軟體，進一步透析其電場、磁場、及能量在光子晶體中的傳播方式，以及各個分量在行進中隨時間和空間的變化。最後，我們將探討光通訊系統中，由光子晶體組成的小尺寸光學元件，例如:二維光子晶體波導、耦合共振光學波導、以及指向耦合器，其特有的電磁特性與相關的光學應用。Item 相變化奈米微影製程在超穎物質之研究(2009) 黃立翰在本論文中，我們利用超快脈衝光源雷射波長800nm，藉由控制高精度奈米壓電移動台，以及高倍率高數值孔徑的油鏡(100x, NA：1.4) 將雷射光聚焦至相變化薄膜Ge2Sb2Te5。我們可以控制奈米移動台在相變化薄膜上寫下結晶態的二維結構，從實驗結果我們製備圓陣列、手性結構、網狀結構。 同時我們也對不同相態的相變化薄膜Ge2Sb2Te5進行乾式蝕刻與濕式蝕刻的研究。並利用乾式蝕刻與濕式蝕刻對不同相態的相變化薄膜有良好的選擇性，可以將原本製備在相變化薄膜Ge2Sb2Te5上的圖案轉印至金薄膜上。 此方法可以應用在奈米學方面的研究，除了對於目前科學研究，未來也可以藉由本方法製備出商業化的表面電漿的光學元件或裝置。Item 心磁圖QRS波傳導特性於沃夫巴金森懷特症候群偵測應用研究(2009) 吳冠宏隨著知識水平的提昇，對於醫療檢測的要求越來越高。心磁圖（Magnetocardiography, MCG）檢測是一種非侵入性、完全沒有任何輻射線，且不會對身體造成任何傷害，是一種快速而安全的檢驗方式。由心磁圖非侵入性量測的生理訊號，可以幫助了解心臟磁場活動的情形，進一步可知心臟電流與磁場活動的相關性。 由於人體的心臟跳動是因為心肌細胞間離子流動產生電流而造成跳動，擷取由電流產生的磁場訊號即為心磁。檢驗方式主要在磁屏蔽屋（Magnetic Shielded Room, MSR）環境下，使用多通道心磁儀對受測者進行心磁量測，受測者包含沃夫巴金森懷特症候群(Wolff-Parkinson-White syndrome, WPW)病患及正常者，本研究以此二群組比較並探討其QRS波傳導的特性，及QRS波傳導-t extreme圖之差異。 經由心磁圖檢驗WPW病患不僅可以可以判斷其異常電流通道的位置且可以為導管高頻燒灼術後的患者做追蹤檢查，了解手術是否成功及術後之恢復狀況。所以，心磁圖不僅對於人體心臟檢驗方式提供了新方向，也有助於未來心臟相關疾病的預測與控制。Item 記憶體之3D立體控制單元與高介電常數之矽鍺電晶體(2009) 劉韋宏; Wei-Hung Liu電子產品朝向輕薄短小、高效能發展已成趨勢，高度的系統整合將無可避免；具體積小、整合度高、耗電量低、成本低等特性的立體堆疊晶片（3D IC）將成趨勢。 第二章節的目的在單晶片矽上利用連續成長製程完成適用於 3D 記憶體之switch技術評估與試製，並輔以 TCAD 模擬配合，以利於最佳化設計。在製程驗證方面，目前垂直型多晶矽 p-n diode switch 完成驗證的電性表現，如理想因子 (ideal factor) η約1.2~1.9，電流密度(J)在1.8V時約1.5x102 A/cm2，且 on/off ratio 也達到 ~107 ，已可供記憶體switch使用。 而為能適用於雙極性記憶體 (如RRAM) 的使用，則因其寫入及抹除屬不同極性，故需發展雙向型控制單元，類似雙極性載子電晶體 (BJT) 之n/p/n或p/n/p結構，第三章節考慮採用n/p/n接面之雙極性二極體 ( bi-directional diode )。 第四章研究架方向為氮化鈦 (TiN) 金屬閘極搭配 HfSiOx介電層在不同晶格方向 (crystal orientation) 之N型場效電晶體 (FET) 元件之製作。並以臨界電壓 (threshold voltage, VT) 、次臨界擺幅 (subthreshold swing, S.S.) 、飽和電流 (saturation current, IDsat) 、漏電流 (leakage current) 等作為元件特性評估之依據。Item 超導薄膜層狀結構表面阻抗之計算(2009) 陳耀立; Yao-Li Chen這篇論文有六個章節。第一個章節是介紹超導體電磁基本特性，第二章節是敘述我們計算表面阻抗的理論及方法去。第三章節是我們要在半導體基板上求得超導體薄膜在中紅外光的頻段下的表面阻抗，在第三章節第一個結構下存在著一個導體薄膜的臨界厚度，能使整個結構的損耗達到最低，而且半導體的高頻相對介電常數也影響著超導體的表面阻抗，而在第三章節第二個結構中，半導體基板為有限的厚度，我們研究基板共振的情形。第四章節我們在鐵磁基板上求得超導薄膜的表面阻抗，我們分別改變超導體厚度以及鐵磁基板厚度，研究其表面阻抗的變化。第五章節是在超導體與半導體的周期結構下，除了探討一般的正向入射的情況外，還會探討斜向入射的情況，在正向入射的情況下，在不同的周期數時存在著一個超導薄膜的臨界厚度，能使整個結構的損耗達到最低，而在斜向入射的情況下，我們針對不同的周期數，其入射角對於表面阻抗之變化情形，也有加以探討，最後在第六章節是我們的結論。Item TN-LC之光學特性參數量測(2009) 劉孟翰本論文提出利用光學外差式干涉儀的方法，透過瓊斯矩陣法的理論推導與數值擬合程式計算，提出結合兩種TN-LC之數學模型，可一次算得單元間隙 (cell gap，d)、預傾角 (pretilt angle，θ)、扭轉角 (twist angle，Φ)、配向角(rubbing angle，α)以及非扭轉相位延遲 (untwisted phase retardation，Γ)等，共五個液晶的光學特性參數。同時，我們在實驗訊號解調方面，提出了利用差動式對數解調電路的方式，取代一般使用數位電錶(DVM)的後端處理，並驗證了此方法具有快速擷取訊號的潛力，以及降低雜訊提高訊噪比的優點。Item 新世代場效電晶體及薄膜電晶體(2009) 陳冠任; kuan jen Chen現今元件閘極線寬越做越小，所需電流大小要求約來越高，控能力也相對增加，為了滿足這些需求，現今二氧化矽當作閘極氧化層半導體，已不符現今半導體界的使用，因為閘極氧化層屬用傳統的二氧化矽絕緣層厚度將需要縮小到約奈米等級，要維持在電性操作時之等效氧化層厚度 不變，在文獻中，以研究取代二氧化矽的新材料，在閘極厚度減少，但是還有電容值可以存取，不會因為閘極太薄，造成閘極漏電的機制與避免穿隧效應的產生。所以使用高介電常數 ( high-k ) 的材料及使用金屬閘極來取代二氧化矽是必需的。於是使用高介電常數材料作為絕緣層，同時閘極絕緣層實際厚度與電性等效厚度便成現今所需解決的問題；另外使用矽鍺材料改善元件特性。對於奈米尺寸元件，鍺具有較大遷移率增加，在不同的通道載子傳輸方向及基板方位下，了解遷移率的理論。 本次實驗結果可知，在透過製程及退火條件之下，均可得到不錯的HfSiOx薄膜與金屬TiN品質及其電性表現，尤其在微縮等效氧化層厚度及抑制漏電流方面的優點。Item 多通道高溫超導交流混頻磁導儀研製及其在腫瘤標記的檢測應用(2009) 余哲宇本實驗使用高溫rf SQUID超導干涉元件1，研製多通道混頻交流磁導儀，並配合本實驗室研發的超順磁特性的奈米磁性粒子，更進一步將之血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)抗體與奈米磁性粒子鍵結，形成一具有生物探針(bioprobe)之磁性生物標記(magnetic bio-marker)，其反應前後immunomagnetic reduction (IMR)變化量檢測腫瘤標記含量。 惡性腫瘤久居於國民十大死因之中，其危險的程度眾所皆知，因此預防致癌因子成為近些年來大家關注的話題以及探討的方向。惡性腫瘤其最可怕之處在於癌症後期腫瘤會轉移至身體其他部位，因此治癒的難度會因其轉移範圍而提高，所以癌症早期治療依現今的醫療技術成功率相當高。罹患了惡性腫瘤，早期發現早期治療就成了現今癌症重要課題。因此許多研究學者從腫瘤生長著手研究，進而發現血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)2對腫瘤的生長有極大的關聯性，因此本實驗採用磁性生物標記的方式檢測VEGF含量希望能進一步研究VEGF和腫瘤間的關聯性。