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低成本有機無機複合半導體感測元件應用於液態與氣態環境之即時醫療偵測
(2011)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
;
國立交通大學光電工程學系（所）
生物分子和電子元件的結合，是21世紀人類積極突破的新科技，如何進一步將數十年來累積的電子資訊雄厚根基，連結到生命演化的智慧，且發展出生物感測、運算、記憶、微處理器等技術，是生物電子研發的目標。生物電子元件大致上可分為氣態環境與液態環境兩類。本計劃在主持人於有機電子元件以及非晶銦鎵鋅氧化物半導體薄膜電晶體(a-IGZO TFT)的研究基礎下，特別提出兩種極具潛力的新穎電子生化感測器，分別針對氣態偵測和液態環境偵測進行研究。針對氣態環境下：由於人體呼吸中不同的氣體成分分別標示著身體狀態的意義，例如：氨氣標示著肝臟及腎臟的生理狀態、糖尿病患者呼氣中的丙酮濃度較高等。本團隊發明了獨特的多孔性有機二極體作為氣體感測元件，感測的氨氣濃度能低於50ppb，且具備了低成本、製作簡單快速、常溫下操作、即時性感測等優勢。在本計劃中，規劃了不同的氣體成分的偵測器發明，以及與計畫之協同主持人--榮總神經再生中心主任鄭宏志醫師合作，進行針對不同呼氣氣體檢測的老鼠實驗，以期望未來能進一步用於非侵入性（noninvasive）的醫療診斷。另一方面，本團隊提出新穎的有機無機複合式生化感測器，利用a-IGZO TFT為基本元件，覆蓋或官能化不同的感測分子，利用TFT的基板效應或雙閘極效應來進行感測，a-IGZO TFT具有穩定、高電子遷移率，與製程簡單、便宜快速的優勢，本團隊先期成果中已經證實此新穎元件具有靈敏的氣體感測能力，本計劃將發展液態環境的感測器。液態環境下的感測器應用層面橫跨了：基因工程，癌症治療，疾病偵測，訊息傳遞動力學等研究。本計劃鎖定了液態環境之下的訊息分子：一氧化氮；蛋白質Biotin與Avidin；更進一步的人乳頭瘤病毒(HPV-DNA)和B肝病毒(HBV-DNA)試驗。希望以本團隊現有經驗為基礎，未來能在非侵入性診斷與基礎醫療研究盡一份心力。
低成本有機無機複合半導體感測元件應用於液態與氣態環境之即時醫療偵測
(2013)
冉曉雯
;
Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
生物分子和電子元件的結合，是21世紀人類積極突破的新科技，如何進一步將數十年來累積的電子資訊雄厚根基，連結到生命演化的智慧，且發展出生物感測、運算、記憶、微處理器等技術，是生物電子研發的目標。生物電子元件大致上可分為氣態環境與液態環境兩類。本計劃在主持人於有機電子元件以及非晶銦鎵鋅氧化物半導體薄膜電晶體(a-IGZO TFT)的研究基礎下，特別提出兩種極具潛力的新穎電子生化感測器，分別針對氣態偵測和液態環境偵測進行研究。針對氣態環境下：由於人體呼吸中不同的氣體成分分別標示著身體狀態的意義，例如：氨氣標示著肝臟及腎臟的生理狀態、糖尿病患者呼氣中的丙酮濃度較高等。本團隊發明了獨特的多孔性有機二極體作為氣體感測元件，感測的氨氣濃度能低於50ppb，且具備了低成本、製作簡單快速、常溫下操作、即時性感測等優勢。在本計劃中，規劃了不同的氣體成分的偵測器發明，以及與計畫之協同主持人--榮總神經再生中心主任鄭宏志醫師合作，進行針對不同呼氣氣體檢測的老鼠實驗，以期望未來能進一步用於非侵入性（noninvasive）的醫療診斷。另一方面，本團隊提出新穎的有機無機複合式生化感測器，利用a-IGZO TFT為基本元件，覆蓋或官能化不同的感測分子，利用TFT的基板效應或雙閘極效應來進行感測，a-IGZO TFT具有穩定、高電子遷移率，與製程簡單、便宜快速的優勢，本團隊先期成果中已經證實此新穎元件具有靈敏的氣體感測能力，本計劃將發展液態環境的感測器。液態環境下的感測器應用層面橫跨了：基因工程，癌症治療，疾病偵測，訊息傳遞動力學等研究。本計劃鎖定了液態環境之下的訊息分子：一氧化氮；蛋白質Biotin與Avidin；更進一步的人乳頭瘤病毒(HPV-DNA)和B肝病毒(HBV-DNA)試驗。希望以本團隊現有經驗為基礎，未來能在非侵入性診斷與基礎醫療研究盡一份心力。
低成本有機無機複合半導體感測元件應用於液態與氣態環境之即時醫療偵測
(2012)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
生物分子和電子元件的結合，是21世紀人類積極突破的新科技，如何進一步將數十年來累積的電子資訊雄厚根基，連結到生命演化的智慧，且發展出生物感測、運算、記憶、微處理器等技術，是生物電子研發的目標。生物電子元件大致上可分為氣態環境與液態環境兩類。本計劃在主持人於有機電子元件以及非晶銦鎵鋅氧化物半導體薄膜電晶體(a-IGZO TFT)的研究基礎下，特別提出兩種極具潛力的新穎電子生化感測器，分別針對氣態偵測和液態環境偵測進行研究。針對氣態環境下：由於人體呼吸中不同的氣體成分分別標示著身體狀態的意義，例如：氨氣標示著肝臟及腎臟的生理狀態、糖尿病患者呼氣中的丙酮濃度較高等。本團隊發明了獨特的多孔性有機二極體作為氣體感測元件，感測的氨氣濃度能低於50ppb，且具備了低成本、製作簡單快速、常溫下操作、即時性感測等優勢。在本計劃中，規劃了不同的氣體成分的偵測器發明，以及與計畫之協同主持人--榮總神經再生中心主任鄭宏志醫師合作，進行針對不同呼氣氣體檢測的老鼠實驗，以期望未來能進一步用於非侵入性（noninvasive）的醫療診斷。另一方面，本團隊提出新穎的有機無機複合式生化感測器，利用a-IGZO TFT為基本元件，覆蓋或官能化不同的感測分子，利用TFT的基板效應或雙閘極效應來進行感測，a-IGZO TFT具有穩定、高電子遷移率，與製程簡單、便宜快速的優勢，本團隊先期成果中已經證實此新穎元件具有靈敏的氣體感測能力，本計劃將發展液態環境的感測器。液態環境下的感測器應用層面橫跨了：基因工程，癌症治療，疾病偵測，訊息傳遞動力學等研究。本計劃鎖定了液態環境之下的訊息分子：一氧化氮；蛋白質Biotin與Avidin；更進一步的人乳頭瘤病毒(HPV-DNA)和B肝病毒(HBV-DNA)試驗。希望以本團隊現有經驗為基礎，未來能在非侵入性診斷與基礎醫療研究盡一份心力。
低溫直寫式微奈米線金屬氧化物材料及薄膜電晶體之研究
(2015)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
低溫直寫式微奈米線金屬氧化物材料及薄膜電晶體之研究
(2016)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
可攜式小型呼吸氣體偵測器之原型機開發 (I)
(2014)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
可攜式小型呼吸氣體偵測器之原型機開發( II )
(2015)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
微小化離子偵測波導生醫感測器
(2014)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
微小化離子偵測波導生醫感測器
(2015)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
微小化離子偵測波導生醫感測器
(2016)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
新穎具記憶能力之有機光電晶體之物理機制探討、感測能力提升、新結構發展以及在軟性光感測陣列之應用
(2010)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
本計劃將以三年時間，深入研究有機光電晶體的原理，同時將結合有機光電晶體和有機光二極體的感應原理，提出新型的有機光感應元件。本計劃將使用並五苯環有機薄膜電晶體(OTFT)的製程架構，在第一年的研究中，將延伸本研究群的先期研究，也就是我們已經發現利用電場調控可以使OPT具有很大的光靈敏度(photo responsivity)，但是相關此效應的物理機制還需要更深入的分析與探討，同時，從目前的研究成果看到，OPT的光靈敏度主要來自於光產生的電子被缺陷捕捉，造成元件臨界電壓漂移，從而在固定閘極偏壓下，元件的光電流大幅上升。然而，此缺陷捕捉效應具有很長的反應時間，這限制了OPT在快速光感測陣列中的應用。因此本團隊將在第一年研究中，設計實驗深入探討OPT光感測的機制；第二年開始進行製作本團隊提出的新穎元件結構，來大幅增加OPT的光感測速度，也就是將在OTFT結構中加入donor-like和acceptor-like materials”異質介面”來有效且快速的拆解照光產生的激子(exciton)，預期可以提出快速且靈敏的有機光電晶體，同時，讓OTFT和OPT可以在單一製程上完成，大幅提升此技術的價值。第三年的研究，將把此新穎結構延伸到結合有機半導體和無機非晶金屬氧化物材料，形成hybrid phototransistor，預期利用無機非晶金屬氧化物的高電子遷移率，可以更進一步提升元件反應速度，第三年研究也將結合OPT和OLED形成新穎靜態存取記憶體(SRAM)。
有機薄膜軟性電子氣體感測在非侵入性檢測上之研發---有機薄膜電晶體之自我組織分子層調控與氣體感測指標研究(子計畫四)(I)
(2008)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系(所)
有機薄膜軟性電子氣體感測在非侵入性檢測上之研發---有機薄膜電晶體之自我組織分子層調控與氣體感測指標研究(子計畫四)(II)
(2009)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系(所)
有機薄膜軟性電子氣體感測在非侵入性檢測上之研發---有機薄膜電晶體之自我組織分子層調控與氣體感測指標研究(子計畫四)(III)
(2010)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
有機薄膜電晶體生物化學感測研發
(2008)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系(所)
本計劃將開發有機薄膜電晶體在生物感測上的應用，利用(1)有機薄膜(pentacene)結合生物材料後對特定分子的專一性及選擇性、(2)小分子可經由有機薄膜晶粒邊界滲入到靠近電晶體閘極介電層處進行吸附、以及(3)有機薄膜電晶體特有的介電層表面自我組織層 (Self-Assembled Monolayer，SAM)技術；讓我們可以有效的使用標準底閘極結構有機薄膜電晶體來發展生物感測電子元件。在我們的初期研究中，已經成功觀察到尚未被發表的新穎實驗結果，看到電晶體在不同氣體(酸性或鹼性)環境下，會呈現截然不同的電性反應，此電性變化快速且強烈、又具有可回復性，相當適合進一步發展檢測具有大量胺基及羧基的胺基酸複合物。因此本計劃提出系統化的研究方式，分兩年時間探討有機薄膜電晶體在不同氣體環境下的反應機制、更發展帶有不同官能基的胺基酸SAM技術，分析官能基對感測之影響；更利用合成的勝.分子同樣進行介電層表面固定化，檢測其官能基組成對感測反應之影響、並建立感測之選擇性。由於防水剝除的有機薄膜電晶體已經成功被提出，所以本研究成果未來可以順利轉移到液態微流道的生化感應中，預期可固定高專一性的aptamer等核酸或勝.分子來進行更廣泛的生物感測；加以有機薄膜電晶體低成本、易製作、可製作於可撓式基板形成感測陣列等優勢，以及此一新領域在國際間仍亟待進一步闡述；相信本研究不管在產業或學術上，都極具價值。
有機薄膜電晶體生物化學感測研發
(2007)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系(所)
本計劃將開發有機薄膜電晶體在生物感測上的應用，利用(1)有機薄膜(pentacene)結合生物材料後對特定分子的專一性及選擇性、(2)小分子可經由有機薄膜晶粒邊界滲入到靠近電晶體閘極介電層處進行吸附、以及(3)有機薄膜電晶體特有的介電層表面自我組織層 (Self-Assembled Monolayer，SAM)技術；讓我們可以有效的使用標準底閘極結構有機薄膜電晶體來發展生物感測電子元件。在我們的初期研究中，已經成功觀察到尚未被發表的新穎實驗結果，看到電晶體在不同氣體(酸性或鹼性)環境下，會呈現截然不同的電性反應，此電性變化快速且強烈、又具有可回復性，相當適合進一步發展檢測具有大量胺基及羧基的胺基酸複合物。因此本計劃提出系統化的研究方式，分兩年時間探討有機薄膜電晶體在不同氣體環境下的反應機制、更發展帶有不同官能基的胺基酸SAM技術，分析官能基對感測之影響；更利用合成的勝.分子同樣進行介電層表面固定化，檢測其官能基組成對感測反應之影響、並建立感測之選擇性。由於防水剝除的有機薄膜電晶體已經成功被提出，所以本研究成果未來可以順利轉移到液態微流道的生化感應中，預期可固定高專一性的aptamer等核酸或勝.分子來進行更廣泛的生物感測；加以有機薄膜電晶體低成本、易製作、可製作於可撓式基板形成感測陣列等優勢，以及此一新領域在國際間仍亟待進一步闡述；相信本研究不管在產業或學術上，都極具價值。
歐盟奈米材料研究計畫：有機光感測器與微機電懸臂整合之位移偵測器( II )
(2015)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
開發具量產優勢高性能奈米點狀摻雜底閘極a-IGZO TFT及其物理分析
(2013)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
本計畫欲在兩年期內開發出具量產能力的高效能、高穩定度的奈米點摻雜之底閘極銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體，目標效能在操作電壓10伏內達到載子遷移率 80 cm2/Vs，其元件穩定度在閘極與臨界偏壓差正負20伏連續偏壓 3600 秒內的臨界電壓位移小於 2 伏特。本計畫提出的奈米點狀摻雜概念為本實驗室之創新想法，先期成果已經成功在頂閘極自我對準之非晶銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體得到約80 cm2/Vs的高載子遷移率，相關成果發表於高影響力期刊Advanced Materials中。本計劃將解決先期成果量產性的兩大問題點：與現行量產技術之相容性以及元件的可靠度，希望使奈米點攙雜可以成功應用到量產技術中。第一年，奈米孔洞結構仍先承襲本實驗室以往的自組裝奈米球製程，但改使用底閘極結構開發製程，將嘗試利用氬氣電漿處理、紫外光照射、電漿輔助式化學氣相沉積的氫摻雜方式，以及原子層沉積一層超薄氧化鋁覆蓋層當作摻雜層等不同方式，做載子摻雜於奈米點狀結構的技術。此外，我們將利用共濺鍍技術去調控薄膜內銦、鎵、鋅的比例組成，製作最佳化奈米點狀摻雜之銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體。同時我們將利用模擬軟體；Silvaco TCAD，及高解析電子能譜儀等其他輔助分析設備，探討奈米點狀摻雜效能與不同銦、鎵、鋅成分之元件的影響及其物理機制，預計達到計畫目標之一：操作電壓10伏內達到載子遷移率 80 cm2/Vs。第二年，預計開發具量產能力的高度規則孔洞化技術，包含奈米壓印以及緊密堆積奈米球搭配電漿蝕刻技術等方式，來替代目前不規則分布的奈米球製程，同時將開發保護層製程來提升元件的穩定度達閘極與臨界偏壓差正負20伏連續偏壓 3600 秒內的臨界電壓位移小於 2 伏特。
開發具量產優勢高性能奈米點狀摻雜底閘極a-IGZO TFT及其物理分析
(2012)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程學系（所）
本計畫欲在兩年期內開發出具量產能力的高效能、高穩定度的奈米點摻雜之底閘極銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體，目標效能在操作電壓10伏內達到載子遷移率 80 cm2/Vs，其元件穩定度在閘極與臨界偏壓差正負20伏連續偏壓 3600 秒內的臨界電壓位移小於 2 伏特。本計畫提出的奈米點狀摻雜概念為本實驗室之創新想法，先期成果已經成功在頂閘極自我對準之非晶銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體得到約80 cm2/Vs的高載子遷移率，相關成果發表於高影響力期刊Advanced Materials中。本計劃將解決先期成果量產性的兩大問題點：與現行量產技術之相容性以及元件的可靠度，希望使奈米點攙雜可以成功應用到量產技術中。第一年，奈米孔洞結構仍先承襲本實驗室以往的自組裝奈米球製程，但改使用底閘極結構開發製程，將嘗試利用氬氣電漿處理、紫外光照射、電漿輔助式化學氣相沉積的氫摻雜方式，以及原子層沉積一層超薄氧化鋁覆蓋層當作摻雜層等不同方式，做載子摻雜於奈米點狀結構的技術。此外，我們將利用共濺鍍技術去調控薄膜內銦、鎵、鋅的比例組成，製作最佳化奈米點狀摻雜之銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體。同時我們將利用模擬軟體；Silvaco TCAD，及高解析電子能譜儀等其他輔助分析設備，探討奈米點狀摻雜效能與不同銦、鎵、鋅成分之元件的影響及其物理機制，預計達到計畫目標之一：操作電壓10伏內達到載子遷移率 80 cm2/Vs。第二年，預計開發具量產能力的高度規則孔洞化技術，包含奈米壓印以及緊密堆積奈米球搭配電漿蝕刻技術等方式，來替代目前不規則分布的奈米球製程，同時將開發保護層製程來提升元件的穩定度達閘極與臨界偏壓差正負20伏連續偏壓 3600 秒內的臨界電壓位移小於 2 伏特。
顯示器面板系統週邊電路之複晶矽薄膜電晶體元件製作及模擬
(2003)
冉曉雯
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Zan Hsiao Wen
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國立交通大學光電工程研究所