半導體光譜實驗室(C02-516-1)
實驗室名稱：半導體光譜實驗室
實驗室地點：C02-516-1
實驗室負責人：謝振豪 教授
實驗室電話：07-5919000 分機7765
專長：半導體物理、固態光學
實驗室簡介：半導體在近代科技上扮演著重要的角色，以此為基礎發展出來的電晶體更是影響了我們的生活，而最近的光電產業中，半導體所發展出來的雷射、發光二極體及光偵測器等等更扮演著舉足輕重的地位。而因磊晶技術的進步，使我們有更多樣的材料結構可供研究。氧化鋅(ZnO)是目前已知的II-VI族半導體材料中在室溫中擁有寬能隙(3.37 eV)和相當大的激子束縛能(60 meV)，在做為應用的光學元件上是非常有潛力的預備材料。目前在應用上，藍、綠光LED的主流材料是氮化鎵(GaN)，其激子束縛能約24 meV，但因室溫熱能約26 meV，所以藍、綠光LED發光的機制為電子電洞電漿(Electron-hole plasma, EHP) 再結合，而想要產生EHP需要較強的激發源。另一方面，氧化鋅的激子在室溫中還是能穩定地存在，將氧化鋅應用在光電元件上，因為激子躍遷的量子效率較高，因此就不需要太強的激發功率。
本實驗室以高功率紫外光雷射為光源，用來進行寬能隙化合物半導體氧化鋅的光致螢光光譜(Photoluminescence, PL)的研究，不但可以檢測材料的磊晶品質，也可以從強激發光致螢光光譜的分析了解元件的激子發光機制，為半導體光學量測中重要的技術。另外，當寬能隙化合物半導體處於群數反轉的狀態時，會產生受激發光光譜(Stimulated Emission)，處於此狀態下的半導體的光學特性與正常狀態下的特性不同，受激發光光譜的分析可以幫助半導體雷射的開發，提供一個有用的工具。本實驗室可利用高功率紫外光雷射研究寬能隙化合物半導體氧化鋅(ZnO)的受激發光的發光機制。另外，II-VI族半導體氧化鋅(ZnO)材料為一極性材料，材料中光學聲子(Optical phonon)的效應會比III-V族半導體材料更為明顯。本實驗室以光致螢光光譜為工具，研究氧化鋅中光學聲子與發光機制之間的關係。
學術研究方向：
(1) 寬能隙半導體之發光特性(應用: 藍紫光光電元件)
(2) 二六族半導體之發光特性(應用: 藍綠光光電元件)
教學科目：電磁波、光學(1)(2)、半導體元件與物理(1)(2)、熱統計物理
學生可習得知識：半導體物理
學生可習得技術：光譜技術（吸收光譜，反射光譜，光致螢光光譜）
歷屆指導之學生：
大學部
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年度 |
學生 |
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98級 |
蘇韋綾、許紘彰、匡建勳、林冠宇、張峻偉 |
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99級 |
賴韋辰、蕭瑄毓、許智瑜、蔡鎮宇、阮家治、張明睿 |
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100級 |
陳昊、侯尚延、林坤政、蔡逸凡、蘇于巧、陳玟琳 |
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101級 |
黃詩涵、陳宗澤、江國禎、陳宇宏、蔡承佑、莊承翰、黃俊維、李建德、張書豪 |
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102級 |
林真豪、李怡婕、紀博程、卓宥男、王舜鴻、林鴻安 |
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103級 |
劉律慈、邱沛儒、郭馥萱、張哲晟、張雅茵 |
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104級 |
鄒勝傑、楊宗佑 |
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105級 |
陳欣妤、李承帛、蘇効佐 |
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106級 |
蔡詠翔、張景雯、楊承軒、蔡忠恩、蘇世浩、林雍智、陳彥博、張晏榕 |
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107級 |
蔡婷安、周書緯 |
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108級 |
陳冠錦、簡義哲、王品心、黃馨儀、林玟萱、洪偉傑 |
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109級 |
胡祐銘、林家宏、張哲嘉、陳冠辰 |
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110級 |
郭丞翔、莊秉頤、高苡宸 |
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111級 |
魏如均、陳妍君、洪佳圓、黃奎穎、李易叡、簡志勳、陳麒平、吳泓勳、郭紘呈、郭境、林家音、孫毓瑋 |
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112級 |
林沂霈、余汶芯、蔡宏懿、謝長志、許佩甄、陳亞逸、蔡秉錡、張焜堯、彭竣祐 |
碩士班
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畢業年度 |
學生 |
研究題目 |
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99年 |
賴彥傑 |
Optical properties of sol-gel Zn1-xMgxO powders |
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100年 |
陳俊男 |
Excitonic properties of ZnMgO semiconductor alloys |
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101年 |
蔡宛君 |
Optical Properties of sol-gel ZnO thin films |
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102年 |
蔡逸凡 |
氧化鋅鎂合金之電子-聲子交互作用研究 Electron-Phonon Interaction of ZnMgO alloys |
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103年 |
顏敏修 |
氧化鋅薄膜的非彈性激子-激子散射發光之研究 Photoluminescence due to inelastic exciton-exciton scattering in ZnO nanocrystalline film |
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104年 |
黃懿萱 |
以溶膠凝膠法製備CuYO2及其物理特性之研究 Physical properties of sol-gel derived CuYO2 powders |
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109年 |
林雍智 |
以光譜方法探討溶膠凝膠法製作之氧化鋅鎂薄膜的合金效應 Spectroscopic study of alloy-effects in sol-gel derived Zn1-xMgxO thin films |
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109年 |
Tuul Tsagaantsooj |
溶膠凝膠法製作之氧化亞銅的成長機制與物理特性研究 Growth and physical properties of sol-gel derived Cu2O thin films |
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110 年 |
楊仲臣 |
氧化鎂鋁奈米粉末的發光特性研究 Photoluminescent characteristics of MgAl2O4 nanopowders |
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111 年 |
蘇世浩 |
後退火處理對於氧化亞薄膜的結構與光學性質之影響 Post-annealing effects on the structural and optical properties of Cu2O thin films |
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實驗室儀器介紹：
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光源系統 |
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Nd:YAG雷射系統+倍頻組 |
氙氣燈源 |
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*重要規格：(1)Pulse width :10 ns (2) Repetition rate: 20 Hz (3) Pulse energy 340 mJ (4) Jitter ±1.5 ns (5) 1064, 532, 355, 266- nm |
*重要規格：350 W |
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NeCu雷射(DUV laser) |
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*重要規格：(1)Pulse width :20~80 ms (2) Repetition rate: 1~20 Hz (3) 248.6-nm |
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量測系統 |
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光譜儀及CCD |
短距分光儀 |
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*重要規格：(1) Focus length 32-cm (2) f/4.1 aperture ratio (3) Grating 600, 1200 and 2400 grooves/mm |
*重要規格：(1) Focus length 15-cm (2) Grating 150 and 2400 grooves/mm |
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變溫系統 |
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低温系統暨真空泵浦系統 |
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*重要規格：10-300 K |
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薄膜製程與高溫退火系統 |
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電子天秤 |
塗佈旋轉機 |
高溫爐 |
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*重要規格：10-300 K |
*重要規格：10-300 K |
*重要規格：25-1100 K |
