奈米生物科技
Nano Biological Science and Technology

發展可有效與標靶分子結合之微奈材料(如微脂體、奈米鑽石、奈米金球等),可用於攜帶抗癌藥物,並使之與腫瘤細胞結合,而藉此消滅癌細胞並降低對正常細胞之毒性。

其次,我們整合奈米科技、生命科學與電子等三個領域發展跨領域之奈米生物電子。

例如在一個奈米間隙組裝上奈米銀及DNA分子,使其電流訊號可放大100萬倍,而開發出一種相當靈敏的生物電子感測器,若善加應用這些科技,將有機會用於探究人類生老病死之生命秘密。

Research aims to develop micro/nano-materials that can effectively bind targeting molecules (such as liposomes, nano-diamonds, nano gold particles, etc.). These materials can be used to carry anti-cancer drugs and bind tumor cells to destroy cancer cells and reduce the toxicity to normal cells.

奈米材料
Nanomaterials

奈米材料由於其表面效應、小尺寸效應和量子效應,使奈米材料呈現許多奇異的特性包括光、電、熱、磁、力、化學,並成為現今奈米科技領域當中相當重要的一支。

利用奈米材料優越光電性質,可發展成為下一世代之奈米電子、發光及能源元件,例如可發展可撓可攜帶式有機太陽能電池:多重吸光、垂直奈米結構與元件或燃料電池所使用之催化劑。

並且其獨特的化學及生物性質,使奈米材料可應用於疾病檢測及癌症的追蹤與治療等生醫之應用。

Due to the surface effect, the small size effect and the quantum effect, nanomaterials exhibit many special properties, including optical, electrical, thermal, magnetic, mechanical and chemical properties. The field of nanomaterials is now becoming a very important branch of nanotechnology. Because of the unique chemical and biological properties of nanomaterials, these materials can be used in biomedical applications, such as disease detection and the tracking and treatment of cancer.

奈米光電
Nanophotonics

奈米光電領域包含研究各式雷射光源、奈米光電元件、雷射圖斑形成以及光電物理。研究涵蓋光纖雷射、半導體雷射等各種固態雷射,根據不同需求來設計雷射系統與開發先進之調變技術與光電元件。

雷射在物理方面的研究更具有重要的意義,像是利用半導體雷射,來深入研究古典力學與量子力學之間的對應關係,更有助於了解幾何光學與波動光學的關聯性。此外,結合傅氏光學,透過巧妙的空間濾波,可以產生多采豐富的雷射圖斑,而這些圖斑與許多建築或藝術皆有很大關聯。

雷射光源已廣泛應用在光通訊、精密量測、細微加工、生物光譜、以及國防、環境、醫療應用等領域。研究涵蓋光纖雷射、半導體雷射等各種固態雷射,根據不同需求來設計雷射系統與開發先進之調變技術與光電元件。配合雷射物理之研究,發展最佳之設計法則。

此外,雷射在物理方面的研究更具有重要的意義,除了提供各式科研所需的高品質光源,藉由微晶體雷射具有大量高度同調性的光子與適當的共振腔,來深入研究古典力學與量子力學之間的對應關係,更有助於了解幾何光學與波動光學的關聯性。

Nanophotonics includes studies of various laser light sources, nano-optoelectronic devices, the formation of laser optical patterns and photonic physics. In addition, spatial filtering, combined with Fourier optics, can be used to produce very rich optical patterns, which are closely related to architecture or art.

奈米電子
Nanoelectronics

奈米電子主要探討的是當物質微縮到奈米尺度之後,因為電子行為改變,所造成的影響。從電子能階、原子間的鍵結、及粒子交互作用的改變等物理基礎出發,研究這些改變可能發展出的嶄新應用。以積體電路為例,SARS病毒的直徑是100奈米,2008年的積體電路生產技術已經進步到45奈米世代,電晶體的長度只有30奈米,實驗室則已經製作出6奈米的電晶體!

還有許多新的奈米結構,比如說直徑只有1奈米的奈米碳管,擁有極佳的彈性、導熱能力、電流傳導能力;或是長寬高都小於數十奈米的量子點,可以反映出單一個電子的進出,製作及高速、省能的單電子電晶體甚至量子電腦。甚至可以利用電子自旋的差異,來儲存訊號。

透過這些研究,人們可望將電晶體縮小到5奈米以下,比現在最高階的積體電路中的電晶體小十倍,比SARS病毒小二十倍。於是我們有機會實現100GHz以上的CPU,100GB以上的隨身碟,體積小100倍卻耐用100倍的機電裝置、亮度高100倍但是耗電低100倍的光源。

二十年後的生活,將因為這些改變而更為便利、安全、舒適。奈米電子領域就是在研究讓這些理想可以落實所需的理論、材料、元件及工程技術。

On the nanoscale, electronic devices have excellent design flexibility, thermal conduction and current conduction. Human life will become more convenient, safe and comfortable due to the development of nanoelectronics.