計畫成果
上年度績效:

  • 利用標準65-nm CMOS製程製作超寬BPSK調變器,其操作頻率可高達110 GHz以上,調變頻寬超過1 GHz。在所有CMOS調變器電路中,其操作頻率為最高世界頻率,對於寬頻通訊之技術發展有指標性意義。
  • 利用標準180-nm CMOS製程製作前瞻無線生醫輔具予多參數紀錄系統,其中將可完成多通道的電刺激陣列與搭配眼內相關可以標準CMOS製程所實現之多通道高空間解析度即時參監控系統,估計可對相關生理臨床研究產生深遠之影響性,其於臨床記錄到之參數於分析與研究後將極有可能使台灣生醫輔具研發之研究邁入一流之國際舞台,意義不凡。
  • 利用國內標準0.18微米互補式金屬氧化半導體(CMOS)矽質電晶體製程,製作850 nm光檢測器,其光響應度達0.74 A/W、頻寬為1.6 GHz且資料傳輸速率可達3.5 Gbs。此特性為目前世界上利用標準CMOS電晶體製程技術製作最快速的光檢測器。其研究成果已被國際重要光電期刊(IEEE PTL)所接受刊登。此項研究成果可以讓台灣成熟的矽製程代工技術在以電訊號為主的積體電路晶片外,增加了與光電晶片直接整合的可能性,不只可應用於光纖通訊外,也可應用於未來晶片至晶片高速光連結上,以提升電腦整體效能。
  • 在精密LED光學模型架構方面,本研究團隊發展出一套方法可以完全掌握LED光源的光學特性,此方法稱作中場擬合法(mid-field verification)。我們發現「中場」在LED的光源模型上具有重要的地位,在中場的範圍中,光波能量的分布將是傳輸距離的函數,而且其變化相當顯著。本研究所提的光源模型架構已應用於數項精密LED之光學設計,成果顯示本光源模型極為成功,本光學模型架構的提出對於LED照明光學的設計應用上有極大的幫助。相關研究成果已發表於Optics Lett. 2006。
  • 在創造廣光色域RGB-LED背光技術上,本研究提供一新的顯示技術來增加色域範圍,對於每一彩色畫面,切割成紅-綠色與紅-藍色二個子畫面,讓背光中的藍、綠背光做分時閃爍,用以避開藍、綠色像素互相漏光的情形。由於本技術可有效地避免color filter對於藍光漏光的問題而使RGB LED的LCD顯示器之色域表現達到與以RGB LED為背光源而無color filter相近的表現,根據理論計算,選擇適當的RGB LED,其色域值可達122%,超越Samsung的114% 與SONY的105%,此色域值為已知技術的世界紀錄,對於提升我國顯示科技與創造產業經濟價值上具有重要的貢獻。目前正與國內產業界洽談技術轉移中。
  • 單光子光源是執行量子資訊(尤其是量子密碼)最重要的元件,而單顆半導體量子點是製作固態單光子光源最適合的材料。在量子點單光子光源的製作中,量子點被埋在一層半導體裡面,但由於半導體的高折射率會減弱光萃取強度,因此需要共振腔來改善。將量子點放置於共振腔中,不僅改良發光方向,同時也藉由量子點與共振腔的作用使自然發光速率變快(Purcell效應),而達到快速、高效率單光子發光的功效。我們成果的特色是完成世界第一顆只放置一至二顆量子點於光子晶體共振腔的單光子光源,此單光子光源擁有92%的耦合效率,99%的純度及95%的線性偏光度。這個光源品質極高,很適合應用於偏極光量子編碼,在促進量子資訊的實際應用,有重要的意義。本成果已發表於Phy.Rev.Lett. 2006。
  • 有別於一般繁瑣複雜的奈米量子點製作方式如:高解析度電子束微影與蝕刻的Top-down或磊晶成長自聚式的Bottom-up等方法,我們成功地研發出「選擇性氧化矽鍺”平面”或”奈米線”」以形成鍺奈米量子點(約3~10 nm)的方法。利用此方法所形成的鍺量子點之大小並非由電子束微影技術所決定,而是取決於矽鍺材料在熱氧化過程中鍺原子的釋放與彼此間的聚集,尤其是單一顆鍺量子點可自行對準於兩側的源/汲極電極,因此可突破目前一般單電子電晶體製作中微影與蝕刻技術的瓶頸。最重要的是,這種製程方法完全相容於目前的CMOS製程技術,因此可以順利地將奈米量子點元件與目前的超大型積體電路技術互相橋接與整合。採用類似Fin-FET的製程模式實際製作出全球第一個可在室溫(300K)下操作的鍺單電子/電洞電晶體。相關研究成果分別刊登於Appl. Phys. Lett.與Phys. Rev. B等國際期刊。