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PHOTO TRANSISTOR
(2012-01-26)
ZAN HSIAO-WEN
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MENG HSIN-FEI
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TSAI CHUANG-CHUANG
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CHEN WEI-TSUNG
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CHAO YU-CHIANG
A phototransistor includes a substrate, a gate layer, a dielectric layer, an active layer, a source and a drain, and a light absorption layer. The gate layer is disposed on a top of the substrate, and the dielectric layer is disposed on a top of the gate layer. The active layer has a first bandgap and is disposed on a top of the dielectric layer, and the source and the drain are disposed on a top of the active layer. The light absorption layer has a second bandgap and is capped on the active layer, and the second bandgap is smaller than the first bandgap.
共軛高分子微結構與介面中之激子與極化子---子計畫一：共軛高分子微結構與介面中之激子與極化子(II)
(2006)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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交通大學物理研究所
共軛高分子微結構與介面中之激子與極化子---子計畫一：共軛高分子微結構與介面中之激子與極化子(III)
(2007)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
具有奈米金屬網之液態製程有機顯示器( I )
(2012)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
本計畫有兩個主要大方向。第一，我們研發多年的空間電荷限制電晶體(Space-Charge-Limited Transistor，SCLT )，成為第一個被廣泛應用的液態製程電晶體，我們將藉由基礎科學研究進一步提升電晶體效能及製程可靠度。第二，藉由產學合作關係與永豐餘集團元太科技(E Ink Holdings)共同開發大面積主動式矩陣有機發光二極體顯示器(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode Display，AMOLED)，其中有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)與SCLT的大面積刮刀塗佈方式皆由本團隊所發展。SCLT是固態真空三極管的概念，相同之處都是以基極金屬來調變射極與集極間的位能障，進而控制載子能否在射極、集極間傳輸。我們垂直式電晶體的概念最早發展於2006年，目的是期望藉由垂直式電晶體中較短的傳輸通道，改善有機半導體材料應用在一般場效電晶體，因低載子遷移率及較長的傳輸通道導致的高操作偏壓與低輸出電流等缺點。於現今SCLT結構中通道長度僅300 nm遠小於場效電晶體，這也是目前我們發展的SCLT在整體效能上優於一般液態製程的場效電晶體的原因。在計畫提案中的教授都是長期合作夥伴及共同發表許多文獻。在子計畫一，孟心飛和王倫教授針對同樣使用刮刀塗佈方式的SCLT與OLED作整合。王倫是雷射干涉微影和奈米壓印領域專家，將其運用在SCLT金屬奈米網結構上研發較可靠方式來製作規則化SCLT基極電極，降低隨機奈米孔洞網缺陷造成的漏電。子計畫二中，冉曉雯與趙昌博教授將進一步提升電晶體效能，如輸出電流密度、電流開關比及操作電壓，都牽扯到基礎元件物理及新穎製程科技，尤其是垂直通道側壁化學處理影響了分子排列與載子傳輸為主要關鍵。單一AMOLED畫素需2-4個不同需求的電晶體，這包含到畫素電路設計、模擬和展示。子計畫三中，陶雨台教授將延伸成果把半導體材料改成結晶、液晶或非結晶小分子材料，並探討分子堆疊在受限的垂直通道中之排列控制，進一步將自主緊密排列的奈米球當作蒸鍍遮罩作規則化基極金屬網，改善缺陷造成的漏電。此計畫包含了各領域人才，基於過去的成功合作及各項技術，相信我們能夠達成目標。
具有奈米金屬網之液態製程有機顯示器( III )
(2014)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
具有奈米金屬網之液態製程有機顯示器(II)
(2013)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
利用刮刀塗佈技術製作大面積照明之有機發光二極體
(2014)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
利用刮刀塗佈技術製作有機發光二極體及太陽能電池計畫﹝I﹞
(2011)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
利用刮刀塗佈技術進行液態製程多層結構有機半導體元件
(2012)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
本計畫使用刮刀製程技術進行液態製程有機半導體元件，使用刮刀塗佈技術能克服旋轉塗佈時所造成之有機層間互溶的現象，並突破單層結構對於元件設計及表現的限制，藉此達到液態製程多層結構之高效率有機半導體元件。本計畫將於新穎的刮刀塗佈平台上嘗試新的構想及元件物理概念，進一步去開發多層結構有機半導體元件的潛能。刮刀塗佈製程方式是唯一能克服層與層之間互溶問題並成功塗佈多層元件結構以提升其效率，相較於旋轉塗佈更能節省材料並將材料利用率提升至近乎100%。刮刀塗佈技術不僅能用於塗佈高分子材料及為增加溶解度而改質之小分子材料，常使用於蒸鍍製程之小分子材料也可以使用此技術以製作高效率未改質小分子之多層結構有機半導體元件。本計畫除了將刮刀製程技術應用於液態製程高效率多層結構有機半導體元件的基礎研究，並且將其與捲對捲(Roll-to-Roll)製程結合以建立實驗性之小型生產線達到量產之目標。
利用刮刀塗佈技術進行液態製程多層結構有機半導體元件
(2013)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
本計畫使用刮刀製程技術進行液態製程有機半導體元件，使用刮刀塗佈技術能克服旋轉塗佈時所造成之有機層間互溶的現象，並突破單層結構對於元件設計及表現的限制，藉此達到液態製程多層結構之高效率有機半導體元件。本計畫將於新穎的刮刀塗佈平台上嘗試新的構想及元件物理概念，進一步去開發多層結構有機半導體元件的潛能。刮刀塗佈製程方式是唯一能克服層與層之間互溶問題並成功塗佈多層元件結構以提升其效率，相較於旋轉塗佈更能節省材料並將材料利用率提升至近乎100%。刮刀塗佈技術不僅能用於塗佈高分子材料及為增加溶解度而改質之小分子材料，常使用於蒸鍍製程之小分子材料也可以使用此技術以製作高效率未改質小分子之多層結構有機半導體元件。本計畫除了將刮刀製程技術應用於液態製程高效率多層結構有機半導體元件的基礎研究，並且將其與捲對捲(Roll-to-Roll)製程結合以建立實驗性之小型生產線達到量產之目標。
利用刮刀塗佈技術進行液態製程多層結構有機半導體元件
(2014)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
本計畫使用刮刀製程技術進行液態製程有機半導體元件，使用刮刀塗佈技術能克服旋轉塗佈時所造成之有機層間互溶的現象，並突破單層結構對於元件設計及表現的限制，藉此達到液態製程多層結構之高效率有機半導體元件。本計畫將於新穎的刮刀塗佈平台上嘗試新的構想及元件物理概念，進一步去開發多層結構有機半導體元件的潛能。刮刀塗佈製程方式是唯一能克服層與層之間互溶問題並成功塗佈多層元件結構以提升其效率，相較於旋轉塗佈更能節省材料並將材料利用率提升至近乎100%。刮刀塗佈技術不僅能用於塗佈高分子材料及為增加溶解度而改質之小分子材料，常使用於蒸鍍製程之小分子材料也可以使用此技術以製作高效率未改質小分子之多層結構有機半導體元件。本計畫除了將刮刀製程技術應用於液態製程高效率多層結構有機半導體元件的基礎研究，並且將其與捲對捲(Roll-to-Roll)製程結合以建立實驗性之小型生產線達到量產之目標。
新穎材料開發關鍵核心設施計畫---軟性光電半導體核心設施建置
(2009)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
高分子半導體是唯一可以低溫液態製程之半導體。以這種高分子軟性材料做為半導體主動材料之元件具有許多優勢，例如可以大面積溶液製程、低成本、高效能。有鑑於投入軟性電子研究領域的研究學者與產業日漸增加，而一套完整又穩定的研究型設備平台卻是又需要眾多經驗以及資金才能建立完成。本計畫由具有化學、物理與電機背景之研究專才提出，憑藉著對有機半導體豐富的知識與製程經驗，擬定於新竹地區建立以服務為目的之核心設備平台以投入新穎軟性材料之設計開發與元件製作。並且藉由此平台之開放，不但可以使得專注於軟性電子研究領域的學界與產業界可以有一個完備的研究設備平台，且有機會互相溝通與交流。本計畫擬定建設之核心設施可以提供所需研究人員製作有機發光二極體、有機太陽能電池、有機電晶體等軟性電子元件，或任何基於軟性基板之有機電子元件。本計畫並延攬具有有機高分子與小分子豐富合成經驗之專才，可以提供材料設計開發服務。本核心設施計畫獲得交大奈米中心主任之支持，並願意核准交大奈米中心一樓之無塵室空間供本核心設施使用，並服務各產學機構。表
新穎軟性材料開發與元件之關鍵性核心設施及服務實驗室-新竹地區軟性光電半導體刮刀塗佈核心設施
(2011)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
刮刀製程技術能克服旋轉塗佈時所造成的有機層間互溶的情形，以溶液製程製作多層結構之高分子與小分子發光元件。刮刀製程技術係目前唯一一個技術可以在第一層有機層上再次以溶液製程塗佈大面積的第二層有機層。多層的元件結構不但使得元件效率提升，材料利用率也由傳統旋轉塗佈的5％提升近乎100％。刮刀塗佈技術不僅能用於塗佈高分子材料及改質過後增加側鏈以增加溶解性的小分子材料，連未改質之低溶解性小分子材料亦能塗佈且能做出高效率的純小分子有機發光二極體。有鑑於投入軟性電子研究領域的研究學者與產業日漸增加，而一套完整又穩定的研究型設備平台卻是又需要眾多經驗以及資金才能建立完成。本計畫由具有化學、物理與電機背景之研究專才提出，憑藉著對有機半導體豐富的知識與製程經驗，擬定於新竹地區建立以服務為目的之刮刀塗佈設備平台以投入新穎材料之設計開發與元件製作。並且藉由此平台之開放，不但可以使得專注於軟性電子研究領域的學界與產業界可以有一個完備的研究設備平台，且有機會互相溝通與交流。本計畫擬定建設之核心設施可以提供所需研究人員製作有機發光二極體、有機太陽能電池、有機電晶體等有機電子元件。本計畫並延攬具有有機高分子與小分子豐富合成經驗之專才，可以提供材料設計開發服務。
有機垂直電晶體
(2015)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
有機垂直電晶體
(2016)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
有機垂直電晶體儀器設備
(2015)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
有機與氧化物半導體之垂直載子遷移率及高效能金屬基極電晶體---總計畫及子計畫一---有機半導體之垂直載子遷移率及其餘金屬基極電晶體之應用(I)
(2008)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
電晶體是半導體電子元件中不可或缺的一個重要組件。以矽製成之場效應電晶體已經是過去數十年中改變人類日常生活型態並且進展快速的半導體工業中的基礎元件。以矽製成之電晶體可以非常快的處理資料，但是此元件因為價格昂貴且需要高製程溫度，因而不適合做為大面積中等操作速度的應用，包含了超薄軟性顯示器、人造皮膚、射頻標籤。在過去二十年中，已經有非常大量的研究工作入在使用有機半導體應用在上述之應用中。主要的工作多著墨於類似操作原理之有機場效應電晶體。然而，目前對於有機電晶體之基礎研究與實際應用之差距仍然很大。相對的，有機發光二極體卻已經進入商業化。主要的因素之一是有機場效應電晶體高度對介面的缺陷敏感且高分子具有低載子遷移率，因此機場效應電晶體並非最佳的有機電子元件。為了將有機電子元件之基礎研究與應用之差距縮小，在此計畫中，我們將研究兩種形式的垂直有機電晶體。此種垂直有機電晶體的操作原理並非是場效的。事實上，垂直有機電晶體更像於有機二極體，其電流是垂直於基板並且是在有機材料塊材中流動的，並非限制於表面之通道。有機發光二極體是一種兩端元件，然而垂直有機電晶體具有額外一端是製作於半導體中去控制源極與汲極間的垂直載子流。在熱載子電晶體中，金屬基極的厚度是薄於載子的平均自由路徑，因此熱載子可以彈道式的穿越基極而不會有碰撞發生。基極電壓可以調變射極電流而改變汲極電流。在空間電荷限制電晶體中，金屬基極的厚度是大於載子平均自由路徑的，但是金屬基極上製作有許多孔洞。因此，可以穿過基極上的孔洞的電流是可以被射極與基極之間的偏壓調變的。因為射極與汲極之間的距離只有數十奈米，因此即使用低載子遷移率的高分子材料仍然可以達到高電流輸出以及高速操作。因而此種元件可以解決有機場效應電晶體之低電流輸出、操作速度以及穩定性的問題。此外，垂直有機電晶體之製作過程更簡化了，且不需要微影蝕刻之製程。有機熱載子電晶體以及有機空間電荷限制電晶體是由我們首先提出，許多原創性的文章已經被發表在著名的國際期刊中以顯示此種元件的可行性。許多良好的特性已經在過去三年中逐一的被證實。此種電子元件相較於一般場效應電晶體更是需要具有高垂直遷移率之材料。進一步的突破可以藉由物理學家以及有經驗的化學家的合作來達到。許多我們先前對於有機發光二極體的經驗可以應用在此一元件上。來自國科會的補助對與此計畫是很重要的，尤其是國科會的補助將可以維持此計畫在國際上的名聲與領先地位。
有機與氧化物半導體之垂直載子遷移率及高效能金屬基極電晶體---總計畫及子計畫一---有機半導體之垂直載子遷移率及其餘金屬基極電晶體之應用(II)
(2009)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
有機與氧化物半導體之垂直載子遷移率及高效能金屬基極電晶體---總計畫及子計畫一:有機半導體之垂直載子遷移率及其餘金屬基極電晶體之應用(III)
(2010)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所
有機與氧化物半導體之垂直載子遷移率及高效能金屬基極電晶體-總計畫及子計畫一：有機半導體之垂直載子遷移率及其餘金屬基極電晶體之應用( IV )
(2011)
孟心飛
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MENG HSIN-FEI
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國立交通大學物理研究所