Research Statement
本光子學實驗室致力於推動光學科技的前沿發展，專注於三個創新研究方向：超表面金屬透鏡（Metalens）、逆向光刻技術（ILT）和量子退火（Quantum Annealing）。我們在金屬透鏡領域探索納米結構設計，以實現高效率、寬頻的光學控制；在逆向光刻技術方面，開發先進算法以優化光罩圖案，提高半導體製造精度；同時，我們利用量子退火技術解決複雜的光學優化問題，特別是在金屬透鏡設計和ILT中的應用。通過整合這三個領域的研究，我們旨在revolutionize光學系統的設計和製造流程，為未來的光電子器件、生物醫學成像和量子通信等領域提供關鍵技術支持。
1.
隨著手機、電腦和其他電子產品變得越來越小，內置的光學元件卻很難縮小，因為用傳統的玻璃切割彎曲技術很難製造出多功能、高效率的微型鏡片，而且玻璃鏡片通常需要堆疊才能正確聚焦光線。超穎透鏡是未來相機鏡頭的關鍵技術，由上千萬至上億個次波長奈米柱狀結構所組成的超穎透鏡，這些奈米柱可以任意控制光波的振幅、相位、吸收反射等物理性質，這是傳統折射透鏡無法實現的。而超穎透鏡能夠實現相位操控,需要讓奈米柱的折射率與周圍材料折射率具有一定差異，使得在應用的波段下光被材料的吸收的程度越少。當應用於可見波長範圍,會選擇氮化矽(Si3N4)、二氧化鈦(TiO2)、氮化鎵(GaN)作為材料，而進紅外常會選擇矽(Si)作為材...Read More
2.
隨著IC 晶片研發競爭愈趨激烈，面臨的節點製程尺度愈來愈小，自28nm 製程節點一路發展至近年的3nm 成熟製程，也不過十年區間，而電晶體數量之增長也快瀕臨摩爾定律極限，諸多發展像是 3DIC 電路製程也開始討論以繼續延續摩爾定律發展；而圖1. (b)所示，半導體產業的光罩(藍綠色)與微影(深紫色)製程成本自2015 年起已佔據整個IC 晶圓成本的50%以上，且隨著CMOS 節點的減少，這一比例更是持續上升。近年來發展的IC晶圓，其關鍵尺寸往往遠小於光學微影曝光機的解析極限，爲了追求穩定良率與高產能，如何確保曝光結果符合預期變得尤其重要。 在曝光微影的圖像轉移的過程中，小於解析極限...Read More
3.
量子計算正處於快速發展階段，其中量子退火技術利用量子位元可高效解決最佳化問題，而D-Wave公司是全球首家提供量子退火電腦的供應商。台灣作為半導體和科技強國，亦積極投入量子運算的研發，本計畫旨在推廣D-Wave量子退火技術在各研究工程領域的應用，加速其實用化發展，透過規劃部署，D-Wave平台的引入可望促進量子退火在台灣的研究進展與工程實踐，為產業發展提供新動能。此技術欲解決問題：利用量子退火計算解決光學微影技術中複雜且計算密集的光罩優化問題，目標是透過量子的物理特性快速且精準的生成能夠產生與目標設計高度匹配之晶圓圖像的光罩設計。重要性/突破性：此技術證明將量子退火應用於光罩反...Read More