台灣聯合大學系統奈米科技核心設施服務計畫-交通大學( I )

Abstract

交通大學奈米製程與分析核心設施計劃於八年前在國科會資助下，正式開始執行。其宗旨為： 1. 成立一世界級的奈米製程與分析核心實驗室。提供一流設備，供台灣學術界做一流的奈米 科學研究。 2. 成為一合作研究平台，提供不同領域的研究人員共同研究與討論的場所。 3. 為一開放性實驗室，以最有效的管理，最專業的服務，以公平公正公開的方式提供最最尖 端的奈米技術服務。 在三個三年期計劃中國科會提供了一億六仟六百萬元，交大提供了三千五佰萬元及人員與空 間的支援，成立本核心實驗室，八年後的今天我們可以很自豪的說以上的宗旨，我們都已達 到並且超過預期。 我們以這些經費，購買了兩台高解析度穿透式電子顯微鏡(HRTEM)，兩台分子束磊晶系統 (MBE)，一台活性離子蝕刻機(ICPRIE)，一台具16T 強磁場的He3 低溫量測系統及一台場發 射掃瞄式電子顯微鏡(FESEM)。再加上大學本身配合經費所購買的設備，如原子力顯微鏡、高 解析X 光繞射儀(HRXRD)、電子束微影系統等，在良好場地基礎上 (與交通大學奈米中心的 製程實驗室共用研究專用大樓)，我們建立了一所最先進的奈米核心設施實驗室，本實驗室不 僅在硬體上有一流的設備，在軟體上我們更建立了一套有一流效率的管控制度。 我們成功的實行了儀器使用會員制度。以有限的會費，每一位使用者(計畫主持人)均可獲得使 用機台一定時數的承諾。我們以所收的會員負擔部份所需的材料與各種維護費用，其著眼點 當然不是在表面上的回收國家的經費投資(使用者付費)，而是要具體落實國科會支持核心設施 中心目的與精神: 1.使用者以付費顯示、反應其真實研究須求；2.使核心設施中心認知與了解 具體合作、服務、重點支持對象，以有效運作來支持仰賴儀器的奈米研究群，達到共用、維 護良好之儀器的目的；3.核心設施中心取得支持重點研究群與服務一般研究群兩個不太相同須 求的平衡基礎。4.建立使用儀器會員與核心設施中心互信的團隊精神。如今我們的會員有180 餘位，遍佈全台灣的學術單位。每一會員的實驗室均獲得公平與即時的服務。我們的目標是 讓每一位研究工作者均能把本實驗室當成他們各人實驗的延伸。 本中心的每一項設備均有負責的博士後研究員及工程師。八年來所有的設備均維持在最佳狀 態。幾乎沒有當機及人為疏失的問題。由於奈米研究含蓋的範圍甚廣。我們的使用者來自各 領域而我們的中心也是一個真正的跨領域尖端實驗室。 當我們在規劃未來的三年的時候，我們除了要更加強及擴大研究能力與服務範圍外，根據前 兩期打下來的基礎與前瞻未來研發方向，我們將本核心設施設訂三大重點發展方向，它們是(一) 奈米結構成長與製作，(二)奈米結構分析與低溫研究，(三)奈米結構之光譜與影像分析。每一 重點方向都配有核心設備與實驗室。每一重點設施方向均有專家以服務研究社群的精神負責 與規劃。我們並將與其他單位合作，共同建立這些所需的硬體設施。例如我們已與國家奈米 元件實驗室(NDL)合作成立低溫量測實驗室。我們的低溫設備能得到NDL 在各項軟硬體上的 支援。我們與中央研究院應用科學中心共同成了電子束徵影實驗室。我們也與交大的半導體交通大學奈米製程與分析核心設施計劃於八年前在國科會資助下，正式開始執行。其宗旨為： 1. 成立一世界級的奈米製程與分析核心實驗室。提供一流設備，供台灣學術界做一流的奈米 科學研究。 2. 成為一合作研究平台，提供不同領域的研究人員共同研究與討論的場所。 3. 為一開放性實驗室，以最有效的管理，最專業的服務，以公平公正公開的方式提供最最尖 端的奈米技術服務。 在三個三年期計劃中國科會提供了一億六仟六百萬元，交大提供了三千五佰萬元及人員與空 間的支援，成立本核心實驗室，八年後的今天我們可以很自豪的說以上的宗旨，我們都已達 到並且超過預期。 我們以這些經費，購買了兩台高解析度穿透式電子顯微鏡(HRTEM)，兩台分子束磊晶系統 (MBE)，一台活性離子蝕刻機(ICPRIE)，一台具16T 強磁場的He3 低溫量測系統及一台場發 射掃瞄式電子顯微鏡(FESEM)。再加上大學本身配合經費所購買的設備，如原子力顯微鏡、高 解析X 光繞射儀(HRXRD)、電子束微影系統等，在良好場地基礎上 (與交通大學奈米中心的 製程實驗室共用研究專用大樓)，我們建立了一所最先進的奈米核心設施實驗室，本實驗室不 僅在硬體上有一流的設備，在軟體上我們更建立了一套有一流效率的管控制度。 我們成功的實行了儀器使用會員制度。以有限的會費，每一位使用者(計畫主持人)均可獲得使 用機台一定時數的承諾。我們以所收的會員負擔部份所需的材料與各種維護費用，其著眼點 當然不是在表面上的回收國家的經費投資(使用者付費)，而是要具體落實國科會支持核心設施 中心目的與精神: 1.使用者以付費顯示、反應其真實研究須求；2.使核心設施中心認知與了解 具體合作、服務、重點支持對象，以有效運作來支持仰賴儀器的奈米研究群，達到共用、維 護良好之儀器的目的；3.核心設施中心取得支持重點研究群與服務一般研究群兩個不太相同須 求的平衡基礎。4.建立使用儀器會員與核心設施中心互信的團隊精神。如今我們的會員有180 餘位，遍佈全台灣的學術單位。每一會員的實驗室均獲得公平與即時的服務。我們的目標是 讓每一位研究工作者均能把本實驗室當成他們各人實驗的延伸。 本中心的每一項設備均有負責的博士後研究員及工程師。八年來所有的設備均維持在最佳狀 態。幾乎沒有當機及人為疏失的問題。由於奈米研究含蓋的範圍甚廣。我們的使用者來自各 領域而我們的中心也是一個真正的跨領域尖端實驗室。 當我們在規劃未來的三年的時候，我們除了要更加強及擴大研究能力與服務範圍外，根據前 兩期打下來的基礎與前瞻未來研發方向，我們將本核心設施設訂三大重點發展方向，它們是(一) 奈米結構成長與製作，(二)奈米結構分析與低溫研究，(三)奈米結構之光譜與影像分析。每一 重點方向都配有核心設備與實驗室。每一重點設施方向均有專家以服務研究社群的精神負責 與規劃。我們並將與其他單位合作，共同建立這些所需的硬體設施。例如我們已與國家奈米 元件實驗室(NDL)合作成立低溫量測實驗室。我們的低溫設備能得到NDL 在各項軟硬體上的 支援。我們與中央研究院應用科學中心共同成了電子束徵影實驗室。我們也與交大的半導體 中心合作，利用他們的潔淨室共同開發奈米製程。在未來我們將與這些單位更加緊密合作以 達到互利共贏的局面。 在上一期計劃中我們建立了奈米材料與元件的光譜分析與光學顯微(Optical Nano Spectrocopy 與Imaging)實驗室，我們加添了多項設備包括：confocal microscope, SNOM, 光學鍍膜機等。 我們並且自製了一項世界唯一可以在低溫強磁場下操作的橢圓儀(ellipsometer)。在下一期計劃 中，我們仍將繼續擴充這方面的設備。我們已爭取到一新的實驗室空間，將可容納更多的設 備。 在所需的儀器設備上，重要的不在於大型設備的採購而在於如何設計與使用。這對奈米核心 設施是一個很具挑戰性也是深具義意的課題。在第下一期計畫中，除了硬體的建置外，人員 的養成，儀器的保養，服務品質的提升，制度的建立都是我們努力的方向。基於前幾期的計 劃中我們對國科會設立核心設施中心大目標的體會與實踐，我們已建立了良好的基礎，我們 對於未來發展成為世界第一流的奈米核心設施及研究中心是深具信心的。

A central facility for nano-fabrication and nano-characterization is a must if we are to have a national program in nanoscience and technology, which covers nearly all branches in natural sciences and is multi-disciplinary in nature. The facility should have the most advanced tools and instruments to allow researchers to fabricate and manipulate structures the size of a molecule and to examine the functionality of these small structures. It should also be a place that physicists, chemists, engineers and biologists can work together to tackle problems from different angles. Eight years ago, the Core facility for nano-fabrication and nano-characterization was established under the NSC’s nano core facility program. With the funding support of 120M NT dollars from NSC and additional funding from NCTU and The University System of Taiwan (UST), we have built up a world-class research and service center for nano research. Today, our center is in full operation and serves the nanoscience community in the whole country. A true multi-disciplinary platform was formed because of this center and a membership program instituted by our center has created a partnership between the users and the center. Today we have 187 members actively participating in the activities of the center and using its equipment as their main research tools for nano research. With the completion of the first three phases of the nano core facility program, we are planning for the next three years. With the infrastructure in place, we are in a much better position than eight years ago to plan what we want to do and to better serve the nanoscience community. In the next three years, we want to do three things: (1), better integrate the resources, such as funding, equipment and personnel, to operate our center more efficiently and to reach an even wider user base; (2), to build up the self-reliant maintenance and operation capability, as well as the ability to develop new instruments and processes; and (3), to be financial independent at the end of next phase. To reach the goals set above, we need not only the funding support from NSC, we also need commitment from our university to provide necessary support in administration, lab space, personnel and related software. NCTU is committed to do so: over the past years, about 1/4 of our center’s equipment was purchased with the funding support from the university. The center also needs a capable staff that is committed to the highest standard required by nano research, and the involvement of expert users that can help the center to reach its full potential. The partnership that we have created between the users and the center actually serves a dual purpose: the center helping the users to do good research and the users helping the center to improve its capability and to generate new ideas for new instrumentation and technologies. One of our most important goals for next phase is to reach financial independence at the end of the three year program. We will run the center more efficiently, raising the equipment usage, reducing the machine down time, phasing out old and rarely used equipment, and implementing a more reasonable fee system. This is a very challenging goal. With the support from NSC, the commitment from our university and our hard work, we are hopeful that we will reach this goal.