柔性雲母電子學產學聯盟
個案成果

產學技術聯盟合作計畫
計畫名稱:柔性雲母電子學產學聯盟
計畫主持人:國立清華大學材料科學工程學系/朱英豪特聘教授暨奈微與材料科技中心主任
成果介紹

隨著科技的進步,人類對於電子設備的需求也朝向柔性、可穿戴、可折疊、和智能化的方向發展。傳統陶瓷材料具有堅硬、絕緣、耐熱、化學穩定的性質,顯然無法滿足這些需求,而柔性雲母集透明、可撓、且可磊晶生長於一身,為臺灣獨步全球的前瞻科技。由朱英豪教授主持的國科會補助計畫「柔性雲母電子學產學聯盟」主力推廣新型柔性透明二維雲母材料,並在其上沈積光學特性的導電電極,作為普適通用的柔性電子元件基板平台。

聯盟團隊成員擁有深厚的產官學研經驗,可協助產業界會員透過委託製程服務技術、分析服務、委託代工以及使用雲母基相關產品,逐漸了解新穎技術的細節,提升原有產品價值或開發新產品,提高企業競爭力,進而增加企業產值。

聯盟的可撓性檢測平台具有自動化、變溫、光學、大尺寸、數位式曲率等多項功能,可提供新軟性電子產品完整的物性檢測平台。同時,其透過模擬情境的元件效能測試與破壞檢測平台,足以克服現有柔性電子元件所用的有機高分子基板之諸多局限,將有助於我國產業的升級,創造新的就業機會,促進經濟成長。

利用可撓雲母基板可成長多種單晶材料

利用可撓雲母基板可成長多種單晶材料


奠定開發超越莫爾定律限制的功能性奈米電子元件基礎

半導體產業為臺灣的「護國神山」,而半導體檢測技術除了把關產品品質,也是新製程的開發關鍵;需擁有先進的分析能力,才能在國際半導體先進製造技術競賽中確保臺灣的領先地位。

未來的半導體技術將包括多功能氧化物薄膜,由於這些氧化物薄膜與現行的半導體製程整合度仍有待提高,需要更多在材料上的優化和分析,以符合產業應用的要求。從事電子產業產品分析檢測業務的宜特公司考量到客戶未來的需求,加入聯盟,由聯盟協助建立 Å 尺度顯微結構與物理性質連結分析能力,不僅對於開發超越莫爾定律限制的功能性奈米電子元件至關重要,並在異質結構整合技術的探索上取得卓越成果,為臺灣高科技產業的未來發展提供了明確的方向與契機。

朱英豪教授的研究團隊進行柔性雲母電子成長平台的研究分析

朱英豪教授的研究團隊進行柔性雲母電子成長平台的研究分析


創新類鑽碳薄膜應用 升級臺灣光電產業

類鑽碳薄膜(Diamond-like Carbon, DLC)具備良好的場發射性、高光學穿透性、高熱傳導性、高化學抗腐蝕性、優異的摩擦性質與良好的生物相容性,在電、光、磁、熱、機械和生醫應用領域備受矚目。

聯盟與會員利用高功率脈衝磁控濺鍍(HiPIMS)與離子源複合鍍膜技術,在光學模仁表面開發出能夠量產製造的新穎複合鍍膜系統,建立創新的類鑽碳薄膜應用於光學元件塑膠射出成形模仁的鍍膜技術與後續製程設備,開創臺灣在製備類鑽碳薄膜的複合鍍膜系統的領先地位,開展類鑽碳鍍膜於微射出成形光學模仁領域的應用契機,可加速國內光電產業之技術提升,進而降低生產成本,有效提升生產良率。

朱英豪教授表示,人工智慧搭配物聯網的裝置,以及機器人的系統,將建構人類未來的世界。柔性雲母電子元件具有優異環境穩定度,將能在物聯網和穿戴式元件扮演重要的角色。朱教授期盼有足夠的資源讓技術落地,衍生出獨角獸新創公司,創造就業機會,讓臺灣原生的技術能貢獻給臺灣的產業和社會。
除了以上的成果之外,聯盟所開發的反鐵電鉿酸鉛磊晶薄膜可以承受高電場,在應用於能量儲存設備方面具有很大的潛力,也很可能成為應用在其他現代電子產品的主要組成。


運用柔性雲母新材料開創產業新藍海

材料是工業之母,近代科技的發展與材料息息相關,然而所有的材料都有它的極限,如何突破材料性質的極限,讓科技的發展能進一步向前,就成了「材料科學」的課題。朱英豪教授實驗室所獨立研發的雲母電子學,顛覆了現有的柔性電子技術,不但為相關產業帶來新的技術突破,也可用在不同的產業上,為舊產業開創出新藍海。為了創造出更多的可能性,團隊仍然會持續進行研究,期盼能成為氧化物開發平台的領頭羊。

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