创下世界最高温 交大、海大携手研发电浆子奈米雷射
▲林资榕副教授（左）和卢廷昌教授（右），手上是模型。（图／海洋大学提供）
海洋大学机械与机电工程学系副教授林资榕与交通大学研究团队，共同研发金属-半导体直接接合的奈米雷射之新结构，创下世界上最高操作温度的奈米雷射新纪录。相关研究成果已在最新一期的奈米科学标竿期刊《Nano Letters》发表，引起国际间科学界的关注。
海洋大学23日举办「领先全球电浆子奈米雷射」研发成果发表会，由海洋大学机械与机电工程学系林资榕副教授与交通大学光电工程学系卢廷昌教授所组成的研究团队合作提出了金属-半导体直接接合的奈米雷射之新结构，相关研究成果也分别登上国际重要期刊《ACS Nano》及《Nature-Scientific Reports》。
海洋大学表示，半导体雷射与光电元件研发的进展日新月异，尤其将光电元件的尺寸缩小至与积体电路中的电晶体尺寸相匹配，可以大幅改善光积体电路晶片的效能。因此，寻求更快、更低耗能及更微小的光电元件是许多科学家追求的共同目标，也是光电产业竞争重要的关键。
林资榕表示，受限于光学绕射极限的关系，将光学元件缩小至次波长等级的体积是一项重大的挑战，海大与交大组成的研究团队致力于电浆子奈米半导体雷射等光电领域之研究，已研发出世界上最小模态体积的奈米雷射。
林资榕表示，传统的金属电浆奈米雷射为了减少金属引致的欧姆能量损耗，常在金属与主动层之间铺设一层氧化物奈米间隙层；然而，此奈米间隙层却也导致了实验制程复杂与热传导不佳等相关问题。
合作团队研究发现，在特定材料介电系数匹配的情况下，可以舍弃这个间隙层，让电浆子奈米雷射的表现更甚于具有间隙层传统结构的奈米元件，并创下世界上最高操作温度的电浆子奈米雷射新纪录。
交通大学卢廷昌指出，在实验中采用林圣迪教授实验室之分子束磊晶生长高品质单晶铝，以避免因粗糙表面所引起的散射损耗，有助于奈米雷射的产生，同时，由研究团队研发的金属-半导体直接接合雷射的新结构之平均雷射阈值比具有间隙层的传统结构低了四倍，而且，元件可在单模操作的情况下，适应温度从传统的室温一举提升到353K（约80℃）的温度，是目前世界上操作温度最高的电浆子奈米雷射，让电浆子奈米雷射能够更广泛的在产业上应用。
卢廷昌强调，这项技术不仅简化传统的结构，有效降低制作成本，也可以将电浆子奈米雷射的实用性大幅的提升，未来将有助于产业升级，带动奈米光电、通讯传输、医疗、生医等产业大跃进。