台湾清华大学电机工程学系吴孟奇教授研究团队,利用氮化物材料特性,研发出高频发光二极管(LED),未来可应用于可见光通讯与高解析度显示屏等领域。台湾清华电机系徐硕鸿教授研究团队同样也利用氮化物材料,研发出可提供高功率及高效率无线电力传输的创新半导体元件技术。两项创新研究皆获得国际肯定,并已发表于国际电子元件领域的顶尖期刊IEEE Electron Device Letters,获英国知名半导体产业技术杂誌Semiconductor Today深度报导。
吴孟奇教授研究团队研发的“高频调变发光二极体(LED)”技术,即是利用氮化物材料特性,采用原子层沉积系统(Atomic Layer Deposition,简称ALD),能够控制薄膜精准至约一个原子层的奈米等级的沉积厚度、高均匀度与高深宽度。目前吴孟奇教授实验室已发展出能生长高披覆性、高穿透率、低电阻率的透明导电薄膜,并应用于发光二极管、光检测器及透明电晶体等光电元件上,能让厂商依需求设计元件的亮度和频宽,突破传统限制,具领先国际水准。
未来采用“高频调变发光二极管(LED)”技术研发的应用产品,包含光通讯、植物照明与高解析度显示屏等领域。光通讯是一种新型的资料传输技术,不但可借LED照明的同时,利用光源将讯号传送至个人电脑、手机或电视,做为室内高速无线上网的应用,也可应用于车灯安全系统等用途,帮助车主了解周边车辆状态,及时应变。吴孟奇教授长期耕耘光电元件领域,成就卓越,其另篇研究论文“以3D胶体光子晶体作为底部反射镜增强发光二极管之取光效率”也于今年五月荣获有庠科技论文奖。
随着行动通讯越在生活中越来越重要,无线电源供应技术成为最热门的科技应用,民众只要将手机放置于充电感应装置上,就能轻松充电。而目前最先进的无线充电技术亦朝向直接远距输送电力的方向来研究。为了提升应用范围且提供高功率与高效率之电力传输,徐硕鸿教授研究团队利用氮化镓(GaN)具有宽能隙级大电场下高电子迁移率的特性,研发出“高崩溃电压及低漏电流之硅基板氮化镓电晶体”,突破传统单一结构电极容易有漏电流与电晶体崩溃的缺点,提出混合型电极结构的设计概念,改变电晶体内电场分佈,大幅降低元件的漏电流,有效提升崩溃电压,克服传统功率元件的缺点及限制。而此元件可于大面积之硅晶圆上成长使得成本下降,并有潜力与硅基金氧半电晶体(MOSFET)结合,突破MOSFET先天于功率且高速应用上的问题,带来极大的商机。
徐硕鸿教授的研究可将无线电源供应技术之效率大幅提升,并可应用于高效率云端伺服器之电源供应,为提升下一世代电力传输系统效能的关键技术。徐硕鸿教授团队研究成果屡获国际肯定,相关研究已发表多篇论文于国际电子元件领域的顶尖期刊,且此项技术已成功技术转移给国内外知名半导体厂商,替学校争取到为数可观的权利金。