微光電學的主要研究領域聚焦在四種元件：高頻電晶體、高功率電晶體、有機電晶體及薄膜電晶體。在高頻電晶體方面，研究人員利用三五族化合物(如GaAs、InP)的高電子遷移率，製造異質接面雙極性電晶體(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)及高速電子遷移電晶體(High Electron Mobility Transistor, HEMT)，這些電子元件具有高速反應的特性，適合應用在高頻的通訊系統。在高功率電晶體方面，主要是將寬能隙半導體(如GaN)的材料穩定性，應用在超高工作電壓的電晶體，這類的電晶體適合應用在高功率的整流器。有機電晶體方面的研究，是利用有機化合物的低成本、低耗電、可彎曲等特性，製作下一世代的電子元件，以得到更高的性價比。至於薄膜電晶體，則是利用液晶或高分子聚合物等材料的獨特光電性質，開發更輕、更薄、更快的顯示技術。

賴昆佑 ・ 張瑞芬 ・ 鄭恪亭 ・ 綦振瀛

綦振瀛

綦振瀛教授的研究為半導體光電元件的磊晶、製程及量測。具體的研究主題為超高速電子元件、固態照明、藍光雷射及量子點光電元件等。綦教授為國際知名學會IEEE及SPIE的會士。

賴昆佑

賴昆佑助理教授的研究項目涵蓋兩大項目: i)氮化物在矽基板上的奈米磊晶術開發。ii)氮化物光電元件(LED、太陽能電池等)的結構設計、磊晶及製程。

銻化物高速電晶體

銻(Sb)化物半導體具有高電子遷移率、低能隙等特性，在超高速、低耗能電晶體的應用上，是取代矽(Si)的理想材料。銻化物電晶體可利用含有InAs/AlSb、InSb/AlSb、AlSb/InGaSb等異質介面，以兼顧載子反應速度及晶格品質兩方面的需求。含銻化物半導體的異質介面，可製成異質雙極電晶體(heterojunction bipolar transistors)或場效電晶體(field effect transistors)，如圖一所示。

圖一、(a)含 InAs/AlSb 異質介面的場效電晶體結構。(b)上圖: InAs/AlSb場效電晶體的電壓-電流特性圖。下圖: InAs/AlSb場效電晶體的頻率響應圖，從該圖中可估計電晶體的截止頻率[cut-off frequency (fT)]及最大震盪頻率[maximum oscillation frequency (fMAX)]。

氮化物光電元件

氮化物半導體具有高發光效率、高能隙等特性，適合照明或高功率元件方面的應用，如發光二極體(light emitting diodes, LEDs)、高壓電晶體(high break-down voltage transistors)等。以氮化物製成的白光LED已可達到150 lm/W 的發光效率，是目前效率最高的光源。氮化物在電力電子方面的應用也有很大的潛力，這是因為氮化物在高溫、高壓的環境下，仍然可以維持很高的電子遷移率，這是其他材料無法展現的特性。

圖二、成長在矽基板上的氮化鎵(GaN)奈米結構，此種奈米結構具有(11-22)的半極性表面，可提升電子與電洞產生發光結合的機率，在固態照明的應用上有很大的潛力。

圖三、(a)具備AlGaN/GaN 蕭基介面(Schottky interface)的氮化物電晶體結構圖。右邊為電晶體表面的電子顯微鏡圖。(b) AlGaN/GaN 蕭基電晶體的電流-電壓特性圖。

張瑞芬

張瑞芬助理教授的主要研究題目為有機薄膜、有機電晶體、有機發光元件及其相關的應用與設計等。

有機光電元件

有機半導體在近年來得到許多研究機構的關注，這是因為此種材料具備低成本、低耗電、可彎曲等特性，在顯示技術及節能產品的應用上有很大的潛力。然而，在實際應用之前，有機光電元件還有許多未知的特性需要進一步的探討，例如n-型場效特性的偵測、結晶有機分子的霍爾量測以及介面極子(polaron)在多晶高分子的聚集效應等。

圖四、有機電晶體通常呈現p-型的特性。然而，在經過特定的化學反應之後，有機電晶體會展現n-型的特性。圖中顯示的是n-型有機電晶體的元件與化學結構。

鄭恪亭

鄭恪亭助理教授的研究方向以液晶光電及其相關物理研究與應用為主。以向列型液晶、膽固醇相液晶、藍相液晶、鐵電型液晶、偶氮材料(手性分子、聚合物、染料)、高分子聚合物、奈米粒子等材料為基礎，探討其相關之光電特性，並應用在液晶配向與光配向研究、液晶透鏡開發、液晶與高分子複合物、液晶與奈米粒子混和物、藍相液晶、調控膽固醇液晶反射波段、可撓式軟性液晶電子、全像光柵、偏振轉換器、液晶顯示器等研究。有機薄膜、有機電晶體、有機發光元件及其相關的應用與設計等。

液晶光電元件

液晶光電元件的研究主要包含散射型液晶光閥、液晶顯示技術開發、液晶光調製器、液晶透鏡、液晶光柵、多視角液晶顯示元件、軟性液晶顯示技術等。有關散射型液晶光閥的研究主要利用聚合物(PVK)對熱及光照的特性，我們提出了一個新的相分離的方法[particular thermally induced phase separation (TIPS)]，塗佈於基板表面之PVK膜，當液晶盒溫度超過液晶相變溫度後將溶解於液晶中(呈穿透態)，而降溫過程中可再使PVK與液晶發生相分離過程，當溫度低於相變溫度後，則可得具灰階之散射型光閥。

圖 5. 利用particular TIPS 技術製作可電控之液晶顯示元件，(a) 溫度與液晶和穿透度關係；(b) 外加電壓與穿透度關係。