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【焦點專欄-應用科學系黃俊元老師】綠色科技, LED發光二極體發光發亮

圖文│黃俊元、薛炳宏

黃俊元老師 簡歷

一、學歷:國立清華大學電子工程研究所博士

二、研究方向:

1.量子點之化學合成與表面修飾

2.有機-無機混成元件

3.水生生物養殖

三、國科會計畫:

1.量子點化學合成與在光電元件上之應用(2009/01/01~2010/12/31)

2.微電漿/次微米電漿分析與其選擇性基板/薄膜表面處理之研究(2010/08/01~2011/07/31)

3.無背電極式光電元件製作技術(2010/01/01~2010/10/31)

4.發光二極體應用於海洋生物養殖之光生物反應探究(2011/08/01~2013/07/31)

5.金屬氧化物於全無機量子點發光二極體之應用(2013/08/01~2014/07/31)

 

LED發光二極體半導體

黃俊元老師主要的研究項目為:半導體元件包含:發光二極體(LED)以及有機薄膜電晶體式記憶體元件製程分析,其中以有機或混成型發光二極體為其研究核心,10多年前發光二極體已成為臺灣半導體產業的願景產業,成為政府有意投資栽培及產業界和學術界大量投入資金進行研發,多年來,許多國內著名的公司:晶元光電、億光、大立光等企業應運而生,在臺灣發展光電產業的過程中,黃俊元老師累積了相當多的研究經驗,目前普遍使用的無機發光二極體(半導體產業中相當重要的一環),其製作成本中,除了半導體材料本身不便宜外,製程設備的機臺尤其昂貴,有鑑於此,黃俊元老師便選擇發展有機發光二極體,其製程相對簡單,成本也較為低廉,更重要的是,在可見的未來,低成本的有機發光二極體其照明應用將逐漸重要,成為未來主要的顯示及照明技術之一。

黃老師實驗室設備
熱蒸鍍機、電漿處理器、和高溫真空烘箱
黃老師實驗室設備
無塵操作臺,用於有機元件製程
發光材料之紫外光光激發光
受到紫外光激發後之有機發光材料會放射螢光
黃老師實驗室內設置之海水魚缸,包含小丑魚、海葵、珊瑚、和硨磲貝等,
圖(a)和(b)為分別在LED白燈和藍燈照射下之水族缸全景


何謂有機材料

對於有機材料黃俊元老師給了個簡單定義為:含碳的高分子量材料,相對於有機材料如目前藍光LED的主要組成-氮化鎵,其可靠度高、不易變質,有機材料卻容易受到環境中水氣、氧氣的影響而劣化。有機材料製作合成技術快速,成本低,不似無機的材料,須經過高溫、高壓的製作,相對性成本較高,製程時間較長。有機元件很重要的一個特性為可撓曲製程,如最近韓國三星電子及蘋果均朝向發展軟式手機,未來的行動通訊產品其顯示面版可能會像紙一樣的柔軟,可彎曲變形,攜帶方便,並兼具設計感,也可隨使用者的習慣進行調整。


工作經歷豐富多元

尚未來到國立臺東大學之前,黃俊元老師業界工作經驗豐富,曾待過許多的單位如:工研院、中研院以及國立成功大學進行博士後研究等經驗,回憶研究學習的過程,對於黃俊元老師影響最深的時期發生在就讀於國立清華大學博士班階段,黃俊元老師表示,「博士班的研究不同於碩士班只需修習一些進階的課程及完成碩士論文,博士班的基礎訓練與紮實的學習取決於研究者是否能夠發展獨立做研究的能力並且能夠不斷的從討論、閱讀、實驗中發展出新的領域與理論,博士班的養成關鍵在於對研究的創新能力,尤其是在學習的過程中,受到當時清華大學的指導教授吳孟奇老師個人特質影響,吳孟奇教授雖然已是正教授,但是對於研究始終抱持著一種熱情,非常鼓勵學生們勇於創新並紮實研究理論基礎,不斷的提昇研究論文的品質,而非汲汲營營的只講求發表,每當研究有新的發現與突破,吳孟奇教授都非常的興奮並參與更多的討論」。在經過3-4篇的研究發表於國際期刊上,黃俊元老師對研究產生了莫大的興趣,也熱誠的投入發光二極體的研究中。


選擇教職的過程

回憶起選擇教職的過程,黃俊元老師其實有著諸多因緣際會際遇,曾經在工研院與中研院工作時,因為機關單位有其進度與實質成果的要求,在時間的壓力與資源有限的條件下,基礎科學的研究與發展,往往很難在短時間內達成一定成果,相較於其他單位,大學校園比較能夠專心作自己的研究,並依照自己的興趣與過去研究的重點持續的深化研究內容,來到國立臺東大學,黃俊元老師表示,臺東是個好山、好水的地方,民風相對純樸,並且與學校同事間互動相當不錯,以最近兩篇登上國際期刊的研究論文為例,就是系上老師們共同合作研究的成果,由系上應化組陳以文老師開發出新穎材料,黃老師則將該材料應用於發光二極體並證明該材料的應用潛力。


好的研究所應具備條件

經過多年的研究與教職經驗,黃俊元老師提出了許多個人的建議與心得:

1.卓越的研究必須是與自己本身專業有高度相關的研究主題才能產生出專業的內涵。

2.選擇研究主題必須考量到諸多面向的可行性如;經費、時間、人力及設備等。

3.研究的題目必須是具備新穎性,才有機會獲得經費補助,研究論文才有可能被國際期刊所接受刊登。

4.根據研究內容選擇適合的期刊發表。


教學用心與設計

時代在改變,許多教學的方式也必須與時俱進,黃俊元老師表示,「目前大學教育的生態普遍資源較充足,所以學生比較不懂得珍惜機會把握學習,過去的教育是學生懂得主動學習,否則損失的是受教的機會,相對的,現今的學生學習上較被動,所以如何鼓勵學生們踴躍參與變成是一門重要的課題,為了提升學生們學習效率,我每節課都會點名,對於學習情況不佳的學生,也會主動通知家長,請家長多關心學生課外活動和日常生活」。另外強迫學習情況亟需改善的學生參加課後輔導,學生必須主動到辦公室討論學習內容並給予加分,經由如此雙管齊下的方式,家長能實際參與學生的學習過程,老師也盡了關心每位學生的責任。


行政工作的體驗

有機會來到研發處產學合作組工作,一方面除了能夠協助學校支援行政工作之外,也可以接觸產學合作的機會,且從事學校服務的工作對未來升等也有所幫助。黃俊元老師認為,工作要有熱誠,擔任行政工作可以學習與不同單位的人員合作,學習如何掌握時間管理,並在不影響研究和教學的情況下,將行政工作達到盡善盡美。黃俊元老師勉勵學生們:人生的過程與發展是一連串的排序問題,端看如何安排時間與資源的運用,例如:作為應科系的老師,首要工作就是認真負責的教學,無論是專業上的學術或是人生經驗的傳承,其次是把行政工作做好,因為學校畢竟是一個組織單位,龐大的工作內容有賴每個人在其職責範圍內達成目標,最後才是研究工作。喜歡自己動手作實驗的黃俊元老師,任何時間都可用來思考研究內容,只是看如何利用閒暇時間罷了。


對學生的建議與期許

黃俊元老師表示,既然是大學生了,基本的準時與尊重他人是絕對應該具備的,無論在任何社會及時代,都是一種普世價值,大學的時間4年雖然很長,但是這也是人生過程中,可以毫無顧慮好好學習的時候,黃俊元老師勉勵學生們要善用時間,大量閱讀或充實自己與人際接觸的機會,無論是否未來繼續升學或進入職場工作,培養自己的實力與競爭力,是大學4年的首要之途。為了吸引學生們多去研究室討論問題,黃俊元老師在研究室入口,放置了一個以發光二極體為照明燈具的水族缸,吸引同學們對發光二極體照明應用產生興趣,並能深入研究與探討。


未來研究的規劃

作為一個大學教授,所研究的東西不能與社會脫節,更不能躲在象牙塔裡面做研究,事實上,生活經驗往往能應用在學術研究上產生創意,其研究主軸-混成型量子點發光二極體,目前漸漸獲得臺灣面版廠商重視,已有幾家廠商主動洽談合作的可能性。對於科技產業的在地應用,黃俊元老師提出了些許看法,目前發光二極體在生活中的應用已相當普及,除了一般常見的路燈和紅綠燈皆使用高亮度發光二極體燈具之外,臺東是釋迦出產大縣,未來發光二極體勢必運用在臺東地區廣大的農業照明設備,配合臺灣另一項科技發展主軸-太陽能電池模組,除了能夠節省對電力的依賴使用,綠能設備也能減少對環境的污染和破壞。

 

了解更多:應用科學系 黃俊元老師
http://se.nttu.edu.tw/files/11-1022-1456.php

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