簡介發展目標發展重點研究設備
一.簡介:
  臺灣大學物理系在基礎物理學之教學與研究方面已有相當基礎和成果, 並為國家培養及儲備眾多的基礎研究人才,但物理的發展不能自外於應用的需求,應用物理領域的開拓和規畫,以及人才的羅致和培養等,應用物理所是創立之目標。應用物理所結合應用科技人才,共同來發展前瞻半導體元件,超導元件與應用,磁記錄元件、光電元件、生物物理等,使學術研究成果落實到產業應用的層次。經由應用物理所來達到學術研究與產業科技密切結合的目標,並為國家儲訓前瞻性高科技產業人才,臺灣大學物理系200881 日成立應用物理所。

二. 發展目標
  應用物理所目標與發展重點有: (1).學術發展與產業科技合流, (2). 儲儲訓高科技產業人才, (3). 配合國家高科技發展, 與(4) 政策學術水準於世界一流列項目為目標。

三. 發展重點
  整合理論物理、實驗物理和應用物理的人力和資源,並增加應用實驗科技人才並依人力分佈發展下列各學門: (1). 光電半導體, (2). 超導電子學與生物磁學,(3). 自旋電子學與奈米磁學,(4). 生物物理與生醫應用及(5).奈米科技等應用物理之研究,各組應用分別敘述如下:

〈一〉光電半導體:

國內之光電半導體工業近十年來對經濟之成長扮演著非常重要的角色,其生產值與公司規模不斷的擴增。為了繼續保持領先優勢,並迎頭趕上世界一流技術,亟需許多高級人才,物理系目前應用物理相關教師所訓練之半導體專長學生,極受園區廠商之歡迎與重用。為了進一步提昇園區可用之人才素質,以及應付人才短缺的事實,應用物理研究所將加強訓練質與量並重的學生。參照物理系計有專長與校內人才的特色,同時也與校內相關科系的重點彼此區隔。應用物理研究所主要針對 (1) 新穎半導體發光二極體之研製與物性, (2) 量子元件之研製與物性,  (3) 光電元件物性探討及通訊應用, (4)奈米光子學作用, (5) 光電元件與裝置的奈米光學性質(6)近場光學超高解析資訊儲存, (7) 近場光學影像光譜等方向重點發展。

〈二〉超導電子學與生物磁學

超導元件與低溫電子學具前瞻性,它是未來不可或缺的先進科技,由於超導獨特的性質,在某些應用電子學擁有半導體工業無法取代的地位。在歐美及日本等先高科技進國家,均非常重視超導電子學等尖端科技的研發,並且擁有先進的超導科技,研究成果創造出不少超導科技尖端產業。反觀國內,超導科技的推動雖有國科會支持,但是較具前瞻性超導元件與低溫電子學等高科技人才目前還是非常欠缺。有鑑於此,在國內進行前瞻性超導電子學的研發及早培育超導電子學的人才,是刻不容緩的。期盼未來在超導電子學投入與研發,能創造出無價的知識經濟。超導電子學應用研究方面將朝向 (1)心磁造影, (2) 腦磁造影, (3) 磁振造影, (4) 磁性檢測, (5)前瞻超導濾波器與元件, (6)第二代高溫超導線之研發與應用, (7)磁通顯微術, (8)量子訊息重點方向發展。

〈三〉自旋電子學與奈米磁學

自旋電子學與奈米磁學相關的基礎與應用研究,近年來在國際上如火如荼的進行著。目前無論從基礎研究或是應用研究都顯示自旋電子學都將是廿一世紀的新式電子元件發展的重要前提。台灣過去在半導體的累積知識將使得我們有條件比他國更易進入此一新興產業,而達成綠色科技島的目標。然而台灣自旋電子學的基礎研究人才不足導致科技研發,尤其是元件物理無法順利發展。因此我們把這個研究領域納入應用物理研究所未來發展重點之一。未來應用物理研究所在自旋電子學與奈米磁學研究將規劃集中在以下幾個重要研究領域:1自旋電子學與奈米磁學材料: 多層磁金屬/非磁金屬、磁性半導體、磁氧化物、混成鐵磁性/半導體系統、混成鐵磁性/超導體系統及奈米磁顆粒混成(granular),2)穿隧磁電阻與其他自旋依賴性傳導,3)自旋動力學, 4)應用與元件如TMRGMR磁讀取頭與感應器、MRAM,5)自旋注射(Spin injection)與自旋電晶體等, 6)超越1 T/in2磁記錄碟片開發與前瞻資訊儲存技術研發

〈四〉生物物理與生物科技

隨著物理方法的發展,科學家們已可用物理領域所發展之技術來研究生命科學中之重要問題。重要的是此領域之發展不但對學術上有重大的研究價值,生物物理及相關科技的發展也可提供國內未來新興產業之創立。臺灣大學申請成立之應用物理所將從發展下列技術,而進來加強國內生物物理領域發展。主要發展重點為   (1)單生物分子物理機制之探討; (2)高功能螢光顯微技術之開發。總之,生物物理與生物科技技術是屬於跨領域性學術及應用研究,極適合應用物理研究所人員加入。

〈五〉奈米科技:

由於科技的進步,使得研究極小尺度的材料成為主流,上述的各領域皆可在奈米的尺度上研究;如量子點、量子線、奈米超薄薄膜與元件、奈米管、奈米球等等都是新的材料型態。除了上述的新材料之外,還有結構性材料如陶磁、合金、聚合物、複合材料等,也是在應用上重要的研發領域。


四. 研究設備

各組主要研究及公用設備:
主    要    設    備    名    稱 (或   所   需   設   備   名   稱)

全系共用之貴重儀器設備
(a)超導量子干涉磁量儀 (國科會貴儀中心)
(b)光罩對準儀
(c)活性離子蝕刻系統
(d)掃瞄式電子顯微鏡
(e)掃瞄穿隧顯微鏡表面分析系統 (f)磁力顯微鏡

超導電子學與生物磁學實驗室
(a)樣品製作:雷射鍍膜系統、磁控濺鍍系統、蒸鍍系統、Ar+離子蝕刻系統、等
(b) 精密測量:超導量子干涉磁量儀,多功能物性測量系統。
(c) 雜訊測量裝置等。
(d) 掃描穿隧電子顯微鏡、掃描原子力顯微鏡及掃描磁力顯微鏡等。
(e) 腦磁儀。
(f)  磁振造影裝置。
(g) 奈米磁性標靶抗體、蛋白質檢測。

半導體物理
(a)樣本製作:光化學氣相沉積系統和電漿化學氣相沉積系統、有機金屬化學之相沉積系統
(b)實驗設備:光激發螢光頻譜系統、紅外線/遠紅外線傅立葉轉換光譜儀、深層能階瞬時能譜儀、氬離子雷射、氦-鎘雷射
(c)超導磁鐵、C-V及I-V 特性分析系統、0.3 K He3 低溫系統、霍爾效應系統、封閉循環低溫系統
(d)低溫掃瞄穿隧顯微鏡
(e)遠紅外雷射及 7 T 磁鐵

光學與光譜學實驗室
(a)雷射:氬離子雷射、釹、氟化釔鋰雷射、氦氖雷射、染料雷射、鈦藍寶石雷射
(b)光譜儀器:真空紫外攝譜儀、攝譜儀兼單色光儀、小型單色光儀、多頻道光譜分析儀
(c)測光儀器:照度計、光電倍增管系統、短脈波自關聯測定儀、示波器、雷射功率計

(d)其他光學儀器設備:防震桌、聲光調制器、電光調制器、偏振相位補償器

自旋電子學實驗室
(a)多槍式濺鍍系統 I
(b)多槍式濺鍍系統 II
(c)共鍍濺鍍系統
(d)振動式磁儀(VSM)
(e)磁電阻量測系統
(f)原子力/磁力顯微鏡
(g)梅思堡光譜儀

奈米磁學實驗室
(a)多功能超高真空薄膜成長與檢測系統
(b)電子槍蒸鍍系統(Mini MBE)
(c)低能電子繞射儀
(d)離子濺射系統
(e)Auger電子能譜儀
(f)MOKE等磁性量測儀器
(g)超高真空低溫(自旋極化)電子穿隧掃描顯微鏡 (LT-STM, LT-SP-STM)

低溫及電子傳輸實驗室
(a)低溫實驗系統:He3低溫系統(0.3 K)、He4低溫超導磁鐵系 (1.5 K, 6 T)
(b)高溫電弧爐系統
(c)低溫電阻量測系統
(d)密封式循環致冷機系統(10 – 300 K)
(e)16 Tesla 高磁場超導磁鐵

雷射蒸鍍實驗室
(a)雷射蒸鍍系統:製作半導體及磁性材料薄膜
(b)高解析X-ray薄膜繞射儀:測量薄膜材料結構
(c)反射式高能電子繞射儀:測量薄膜表面結構
(d)二次離子質譜儀:分析薄膜材料元素組成
(e)低溫磁場量測系統:測量在磁場下的低溫物性
(f)橢圓偏振光量測系統:測量材料的光學性質

奈米光電實驗室
(a) 近場光學顯微鏡
(b) 近場光譜儀
(c) 半導體雷射
(d) 光纖熔拉機
(e) 液氮光譜CCD

液晶實驗室
(a) LCD製程設備及物性量測項目。
(b) 液晶超薄模光熱訊號量測(解析度為10 nJoule)。
(c) 液晶薄膜光反射量測系統(包含線性與圓偏極光量測)— 解析度達105分之1。
(d) 改良型穿透式電子顯微鏡(TEM)— 液晶材料之結構測定。
(e) 液晶光學紋路Textures量測系統 (特製改良型偏光顯微鏡)。
(f) 液晶薄膜表面張力測定儀。

 


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