陳永芳教授團隊合照
可捲曲式軟性超穎光子元件 Rollable and soft photonic meta-device
技術之科學突破性： 以多層結構達到具異向性的有效介電常數，這種獨特的設計能夠產生高光子態密度和散射效率，增強了受激輻射並產生雷射作用。此元件在曲率半徑為1 釐米的曲面上仍維持其功能，並且可承受反覆彎曲而不會降低性能（如圖）。與平坦表面相比，凹面的元件之雷射發光強度提高了3.5倍。 Scientific breakthrough: The rollable and soft photonic meta-device are composed of polymer and metal multilayers on paper substrate. This design enables to exhibit high photonic density of states and scattering efficiency to enhance stimulated emission and induce laser action. The rollable and soft photonic meta-device remains well its functionalities on freeform surfaces with curvature radius of 1 mm, and can withstand repeated bending without performance degradation. The intensity of laser action is enhanced by 3.5 times as compared to the flat surface.
可捲曲式
軟性
超穎材料
光子元件
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陳永芳教授 Prof. Yang-Fang Chen 國立臺灣大學物理系 國家講座教授 信箱：[email protected] 林宏易博士 Dr. Hung-I Lin 台大應用物理博士，準MIT博士後研究員 信箱：[email protected]
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隨著光子學的發展，已經向著靈活性、柔性、可拉伸性、可穿戴性之光電元件發展，以達到軟性奈米光子元件並應用於軟性機器人之可能。為了整合人機介面，這些元件必須具有生物相容性，並且能夠承受機械變形和不同的彎曲曲率。 With the development of photonics, there has been a push towards optoelectronic devices that are flexible, rollable, wearable, user-friendly, and robust to improve human-machine interfaces. To be integrated onto human body, these devices must be biocompatible and be able to withstand mechanical deformation and different bending curvatures.
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超穎材料基本知識
「超穎物質（metamaterials）是一種具有人造次波長結構的特殊材料，藉由介質參數的安排，任意操控光的傳播行為。因此飛機只要包裹在超穎材質中，光就會沿著超穎物質表面傳播，飛機前方的探測器就無法得知它的存在，此便如同隱形斗篷一般。超穎材質是當今重要的光電物理與奈米光學領域，本文將從材料折射談起，說明如何藉由介質係數控制來達到隱形效果。」
超穎材料
隨著光子學的發展，已經向著靈活性、柔性、可拉伸性、可穿戴性之光電元件發展，以達到軟性奈米光子元件並應用於軟性機器人之可能。為了整合人機介面，這些元件須具有生物相容性，並能承受機械變形和不同的彎曲曲率。
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可捲曲式軟性超穎光子元件
高效能超穎光電元件
超穎材料已具備令人興奮功能之新型材料，特別是光電元件。我們首次整合雙曲線超穎材料與發光奈米結構，可增強雷射作用。此元件做為開發高性能光電器件（包括太陽能電池和固態照明系統）提供了非常簡單且有效之方案。
超穎材料
雷射
元件
固態照明
商務媒合系統 One-On-One Matching
製造可拉伸、可折疊及可扭曲之軟性光子超穎皮膚。由高彈性和超疏水性聚合物組成，使其與軟性基板結合在一起，形成不可滲透且耐磨之軟性可穿戴式光子超穎皮膚及光通訊。加上此軟性光子超穎皮膚具有輕巧、可控表面潤濕性，及表面自由能以消除來自大氣的外部流動作為保護。並可用於體內可植入生物傳感器及檢測任意取面上之爆炸性成分。 High elasticity and super hydrophobicity polymers make rollable and soft photonic meta-device to integrate with the fabrics materials as a firm, impermeable and wear-resistant photonic skin and optical communication devices. This device is lightweight, able to control of surface wettability and surface free energy to eliminate the external flow effect from the atmosphere as a packaging protection, as well as for in vivo implantable biosensors and detecting explosive molecules on freeform surface.
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媒合
可捲曲式軟性超穎光子元件 Rollable and soft photonic meta-device
隨著光子學的發展，已經向著靈活性、柔性、可拉伸性、可穿戴性之光電元件發展，以達到軟性奈米光子元件並應用於軟性機器人之可能。為了整合人機介面，這些元件必須具有生物相容性，並且能夠承受機械變形和不同的彎曲曲率。此圖為以紙為基底的可捲曲式軟性超穎光子元件。 技術之科學突破性： 以多層結構達到具異向性的有效介電常數，這種獨特的設計能夠產生高光子態密度和散射效率，增強了受激輻射並產生雷射作用。此元件在曲率半徑為1 釐米的曲面上仍維持其功能，並且可承受反覆彎曲而不會降低性能。與平坦表面相比，凹面的元件之雷射發光強度提高了3.5倍。 技術之產業應用性： 製造可拉伸、可折疊及可扭曲之軟性光子超穎皮膚。由高彈性和超疏水性聚合物組成，使其與軟性基板結合在一起，形成不可滲透且耐磨之軟性可穿戴式光子超穎皮膚及光通訊。加上此軟性光子超穎皮膚具有輕巧、可控表面潤濕性，及表面自由能以消除來自大氣的外部流動作為保護。並可用於體內可植入生物傳感器及檢測任意取面上之爆炸性成分。
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軟性
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瞬態超穎材料
瞬態技術被認為是特定功能的最重要突破，可在特定時間內發揮功用，然後完全消失。此瞬態超穎材料，浸水5分鐘後失去功能。應用於軟性基板上，在彎曲循環中表現出色的機械穩定性。可用於固態照明和可穿戴光電元件。
超穎材料
元件
瞬態
固態照明
高轉換效率之奈米及核殼超穎材料
我們開發了一種新穎的奈米級核殼超穎材料，可產生更強的局域表面電漿共振及更高的能態密度，可用於高效能光電元件、高光電轉換效率之太陽能電池、寬光譜光電探測器、螢光顯微鏡和生物發光成像系統。
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雷射
元件
固態照明
高效能之白光隨機雷射元件
整合上轉換奈米粒子及雙曲線超穎材料，可得到單一元件之高性能白光隨機雷射元件。能量上轉換發射增強了約50倍。此單一元件在整個可見光譜範圍內生產多波長雷射具有廣泛的應用，例如超亮固態照明及彩色雷射顯示器。
超穎材料
雷射
元件
白光
固態照明
以紙為基底的可捲曲式軟性超穎光子元件
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