十年有成

過去十年在各團隊師生共同努力下,本中心在國際科研領域有相當重大突破,成果豐碩亮眼,未來中心將持續既有之高水準研究品質並拓展尖端領域,維持國際領先科研,期冀與產業實務應用結合,達產學共榮之目標。

(一) 創新光電材料及前瞻元件的突破

本中心光電相關領域成員物理學系陳永芳教授團隊利用半導體奈米結構與磁性半金屬奈米材料結合,創造出自行組裝之單一方向自旋電子存在於半導體發光層,此項新穎的物理機制,擺脫傳統方式依賴光學激發與磁性電極的限制,成功展示前所未有之高效率旋光性發光二極體與旋光性雷射。成果發表於自然-奈米科技權威期刊。另電機學院劉致為教授團隊透過改良鍺濃度漸變式緩衝層技術,大大效降低通道介面的粗糙度與貫穿式差排,一舉突破達到全世界最高矽電子遷移率,已維持近 6 年的世界紀錄 (2.4 * 106 cm 2 / Vs)。物理系洪銘輝教授團隊粉碎了「四價氧化物不能鈍化 (passivate) 砷化銦鎵」的重大學說,使用高介電係數氧化物之自對準反轉通道砷化銦鎵、銻化鎵與鍺金氧半場效電晶體的設計以降低操作電壓。是項研發創新已實質助益臺灣半導體產業在電子元件效益上領先全球。電機學院楊志忠教授團隊在半導體奈米結構與尖端創新應用上也迭有突破。包含了成功製作免用螢光粉的白光發光二極體以及生長尖銳平行,高電子導電率之氧化鎵鋅奈米針,創下了世界紀錄的低臨界電場與高電場加強因子。

(二) 生醫分子材料的重大突破

本中心成員暨主任周必泰教授團隊發展出的全新非天然色胺酸分子,能夠藉由和蛋白質的結合,於國際上史無前例的能夠探測蛋白質內部水分子,也就是所謂「生化水 (bio-water)」的分布與構型。未來將開啟蛋白質中水合研究,探索生命水之濫觴。成果發表於頂級的權威期刊自然-通訊。另中心成員化學系陳昭岑教授團隊與中研院鍾邦柱博士實驗室合作,破解了孕皖烯酮恢復神經功能的機制,並合理預期其衍生物可作為治療癌症藥物的可能性。為世界第一個有此項突破研究成果的實驗室,成果發表於《Nature Communications》自然-化學生物學權威期刊。




十年來之成果亮點

一、高效率旋光性發光二極體及雷射的突破發展
利用半導體奈米結構與磁性半金屬奈米材料結合,創造出自行組裝之單一方向自旋電子存在於半導體發光層,此項新穎的物理機制,擺脫傳統方式依賴光學激發與磁性電極的限制,成功展示前所未有之高效率旋光性發光二極體與旋光性雷射。廣泛用途例如:機密通訊、生醫研製、先進光電元件。



二、探索生命水的意義
發展出的全新非天然色胺酸分子,能夠藉由和蛋白質的結合,於國際上史無前例的能夠探測蛋白質內部水分子,也就是所謂「生化水」的分布與構型。未來將開啟蛋白質中水合研究,探索生命水之濫觴。



三、破解孕皖烯酮恢復神經功能的機制
本中心與中研院合作破解了孕皖烯酮恢復神經功能的機制,並合理預期其衍生物可作為治療癌症藥物的可能性,為世界第一個有此項突破研究成果的實驗室。



四、全世界最長的單分子導線
半導體的微小化是產業長期目標,分子是微小化的極致,分子電器的實現是項重要願景,也蘊育了重要基礎課題。我們所合成的導線分子的中軸線是金屬串,外覆絕緣的有機層,是截面最小、最長的單分子導線。最近已可指定金屬元素於導線中的位置(如附圖),希望能控制分子電器的功能。



五、首創領先全球之互補式場效應晶體
粉碎「四價氧化物不能鈍化 (passivate) 砷化銦鎵」的重大學說,使用高介電係數氧化物之自對準反轉通道砷化銦鎵、銻化鎵與鍺金氧半場效電晶體的設計以降低操作電壓。是項研發創新已實質助益臺灣半導體產業在電子元件效益上領先全球。



六、全世界最高矽電子遷移率
透過改良鍺濃度漸變式緩衝層技術,大大效降低通道介面的粗糙度與貫穿式差排,一舉突破達到全世界最高矽電子遷移率,2009 年至今已維持近6年的世界紀錄(2.4× 106 cm2/Vs)。



七、紅外光保鮮科技
冰箱中蔬菜的保鮮一直是重要的課題。紅外光(IR)的照射可以顯著促進玉米葉子中葉綠素的含量,暗示IR的照射可以有效的延緩植物葉子的老化;並且IR的照射也可以顯著的增加不同蔬菜的葉綠素的含量,尤其C4型蔬菜更明顯。



八、創新半導體奈米結構與尖端應用
在半導體奈米結構與尖端創新應用上也迭有突破,包含了成功製作免用螢光粉的白光發光二極體以及生長尖銳平行,高電子導電率之氧化鎵鋅奈米針,創下了世界紀錄的低臨界電場與高電場加強因子。