專題研究
研究領域介紹
專題研究
研究領域介紹
固態電子組
Why do we learn?
每年招收40名學生。半導體行業被廣泛認為是整個電子價值鏈的關鍵驅動力和技術推動者，目前以飛快的速度成長著，其中台灣在半導體的產業鏈中更是有舉足輕重的地位。隨著產能越來越高，人才也越來越不足，本組之課程設計因應半導體時代快速發展，培養具有全方位半導體知識的優秀學子為教學目標，核心研究主軸包括IC製程、元件創新、晶片設計、量子物理。
IC製程
一片矽晶圓到封裝在市場可販售商品中，首先需瞭解半導體元件之基礎知識，並學習相關製程，從光罩製作、微影製程、離子佈植、熱擴散或熱處理、化學氣相沉積或物理性鍍膜、乾式與濕式蝕刻，甚至化學機械研磨及元件封裝等製程，讓學生瞭解半導體在現今科技中擔任舉足輕重之角色。
元件創新
從現在當紅的金屬氧化物場效電晶體，一路到最近的量子計算單元，利用最前瞻的物理理論開創史無前例的新元件總能為半導體產業掀起巨大革命。
晶片設計
依照不同的使用需求設計不同架構的晶片，利用各種邏輯閘為元件建立連結，除了模擬電路元件之間的效率外，系統之間的能量干擾也是考慮的重要議題。
量子物理
隨著半導體元件的微縮，巨觀的物理已不再適合用來分析，量子物理成為新興半導體固態理論的重要基石。
奈米科學組
Why do we learn?
每年招收25名學生。以培養具有跨領域學習智能的優秀學子為教學目標，不聚焦於單一領域，跨領域學習提供了訊息優勢，融合學習相關領域知識。大一及大二進行基礎專業必修學科，包括數學、物理、化學、電子、材料及程式語言之修習（含實驗課），大三起，依個人興趣進行雙核心課程選讀，就奈米電子、奈米光電、奈米材料及奈米生科四大領域選修兩主專長領域課程，不只有四領域知識廣度，還有雙領域的深度，學什麼完全由學生自己決定，自由修課環境，能好好探索自己喜歡什麼、擅長什麼。
奈米電子領域
奈米電子主要探討的是當物質微縮到奈米尺度之後，因為電子行為改變，所造成的影響。從電子能階、原子間的鍵結、及粒子交互作用的改變等物理基礎出發，研究這些改變可能發展出的嶄新應用。以積體電路為例，SARS病毒的直徑是100奈米，2008年的積體電路生產技術已經進步到45奈米世代，電晶體的長度只有30奈米，實驗室則已經製作出6奈米的電晶體！
還有許多新的奈米結構，比如說直徑只有1奈米的奈米碳管，擁有極佳的彈性、導熱能力、電流傳導能力；或是長寬高都小於數十奈米的量子點，可以反映出單一個電子的進出，製作及高速、省能的單電子電晶體甚至量子電腦。甚至可以利用電子自旋的差異，來儲存訊號。
透過這些研究，人們可望將電晶體縮小到5奈米以下，比現在最高階的積體電路中的電晶體小十倍，比SARS病毒小二十倍。於是我們有機會實現100GHz以上的CPU，100GB以上的隨身碟，體積小100倍卻耐用100倍的機電裝置、亮度高100倍但是耗電低100倍的光源。
二十年後的生活，將因為這些改變而更為便利、安全、舒適。奈米電子領域就是在研究讓這些理想可以落實所需的理論、材料、元件及工程技術。
奈米光電
奈米光電領域包含研究各式雷射光源、奈米光電元件、雷射圖斑形成以及光電物理。研究涵蓋光纖雷射、半導體雷射等各種固態雷射，根據不同需求來設計雷射系統與開發先進之調變技術與光電元件。
雷射在物理方面的研究更具有重要的意義，像是利用半導體雷射，來深入研究古典力學與量子力學之間的對應關係，更有助於了解幾何光學與波動光學的關聯性。此外，結合傅氏光學，透過巧妙的空間濾波，可以產生多采豐富的雷射圖斑，而這些圖斑與許多建築或藝術皆有很大關聯。
雷射光源已廣泛應用在光通訊、精密量測、細微加工、生物光譜、以及國防、環境、醫療應用等領域。研究涵蓋光纖雷射、半導體雷射等各種固態雷射，根據不同需求來設計雷射系統與開發先進之調變技術與光電元件。配合雷射
物理之研究，發展最佳之設計法則。
此外，雷射在物理方面的研究更具有重要的意義，除了提供各式科研所需的高品質光源，藉由微晶體雷射具有大量高度同調性的光子與適當的共振腔，來深入研究古典力學與量子力學之間的對應關係，更有助於了解幾何光學與波動光學的關聯性。
奈米材料
奈米材料由於其表面效應、小尺寸效應和量子效應，使奈米材料呈現許多奇異的特性包括光、電、熱、磁、力、化學，並成為現今奈米科技領域當中相當重要的一支。
利用奈米材料優越光電性質，可發展成為下一世代之奈米電子、發光及能源元件，例如可發展可撓可攜帶式有機太陽能電池：多重吸光、垂直奈米結構與元件或燃料電池所使用之催化劑。
並且其獨特的化學及生物性質，使奈米材料可應用於疾病檢測及癌症的追蹤與治療等生醫之應用。
奈米生物科技
發展可有效與標靶分子結合之微奈材料（如微脂體、奈米鑽石、奈米金球等），可用於攜帶抗癌藥物，並使之與腫瘤細胞結合，而藉此消滅癌細胞並降低對正常細胞之毒性。
其次，我們整合奈米科技、生命科學與電子等三個領域發展跨領域之奈米生物電子。
例如在一個奈米間隙組裝上奈米銀及DNA分子，使其電流訊號可放大100萬倍，而開發出一種相當靈敏的生物電子感測器，若善加應用這些科技，將有機會用於探究人類生老病死之生命秘密。
