最新訊息:|五彩繽紛的光電人生|專訪李清庭教授

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我們很榮幸邀請到李清庭教授在這次的訪談中分享他的個人成長歷程與學術經驗,李老師對學術研究充滿著熱情,且對於教導學生更是不遺餘力,他曾說學生進他的實驗室或許不是最頂尖的學生,但他有自信的說從實驗室畢業的學生一定是充滿自信,並可獨當一面的人才。

註:本次專訪由國立成功大學光電光電科學與工程學系李欣縈教授擔任採訪、撰稿。在此特別李老師為本次專訪費心。

口述|李清庭      採訪與撰稿|李欣縈      校閱|張嘉容

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今天很榮幸能夠採訪李清庭榮譽講座教授,可以先請李老師簡單介紹一下自己的故鄉、童年回憶與成長求學背景嗎?

  

        出生於桃園市觀音區,當時是一個相當偏僻的靠海小地方,小學就讀草漯國小,記得考上中壢初中時,上課問老師問題,老師都聽不懂我在問什麼問題,因為當時還不太會講中文,雖然念小學時規定不講中文要受處罰,但是私底下還是都在講台語,連老師都會夾著台語上課,當時瘋迷著葉宏甲畫的諸葛四郎漫畫,大家一下課就聚在一起看漫畫,平常的討論主題還是漫畫。初中畢業後到台北建國中學就讀,這是第一次到台北,也就是一個鄉下人到繁華的大都市,不但新奇也是孤獨,尤其是首次離鄉背井,真正體會到親情的可貴,也見識到別人的優秀與努力的精神,其中值得珍惜的是在中壢到台北的火車上認識一位牽手一輩子不離不棄的北一女同學。高中畢業後,考上國立成功大學電機系,這也是第一次到台南市,從中壢搭了大約10小時的火車才抵達台南,到校後入住在現在光復校區由教室改為宿舍的房間,大約26個同學擠在同一間宿舍(教室)內,這也可能是在畢業五十多年後,同學間仍能維持深厚情誼的原因吧!當時雖然電機系館內掛著多把大刀,但那時沒有像現在有多元化的精彩活動,因此在圖書館內總是匯聚同學們的身影,除了增進革命感情外,也在學期末能相互慶賀的踏上歸鄉路途。在大二下學期的一次上課中,導師來教室把我叫出去給我一張電報說我母親逝世,我也不知道如何就回到家,至今猶然記得也常夢到在我前一次要到學校時,媽媽蹲在燒材火的灶前為我在大鍋上煮一隻自養大鵝的影像,也記得為要交學費就賣雞賣鴨的恩情,人生的重大哀痛與挫折。大學畢業後,由於在大學大都修習半導體相關的課程,因此在就讀成功大學電機研究所時,師從吳添壽教授進行GaP/Si的異質結構成長與元件研究,這是國際上早期有關異質半導體的研究,也因此碩士論文榮獲中國電機工程學會的論文獎第一名,當時只有三人獲獎。在服役兩年後,到中山科學研究院任職,從事半導體材料及元件製作的研究,工作三年後,中山科學研究院送我出國進修博士,我到美國Carnegie-Mellon University就讀博士,三年取得博士學位後,繼續回中山科學研究院從事微波半導體元件與積體光電元件的整合研發,除榮獲研發獎項外,其研發成果亦應用於系統中,具有實質貢獻於系統開發。

        由中山科學研究院離職後,任職於國立中央大學光電科學研究所,繼續從事積體光學元件及光電半導體的研發工作十三年,在此期間也榮獲兩次國科會傑出研究獎,在此期間是我這一生最大的磨練及砥礪,除修習心性及耐力外,亦逐漸使自己更加瞭解淬鍊使自己進步的原動力,這也是我在此期間能有些成就的驅動力。離開國立中央大學後,榮任國立成功大學電機資訊學院首任院長,由於以前的磨練及砥礪經驗,以致除再榮獲第三次國科會傑出研究獎及IEEE Fellow等獎項外,尚能在兩任院長期間能把制度及規章順利建立,並提升學院的教學、服務及研究的國際能見度,建立電機資訊學院的研發方向及深化教學核心能力及目標,在六年院長任期卸任後,成大電機系榮獲世界排名第十名。此後借調到國科會工程處任職三年,推動工程學門的研發及國際合作事宜,增廣國際視野及推進我國工程科技的策略及績效評估方法,只是意想不到的是我又由國立成功大學轉到元智大學任職副校長,就又給我另一次的感受及學習。

請問李老師人生的第一份工作為何?有什麼有趣的故事嗎?而又在什麼機緣下,使李老師決定走上光電這條路呢?

  第一工作事在中山科學研究院任職,在工作三年後,獲得推薦至國外進修博士,因從來沒有想過有出國進修的機會,所以當時也還沒有考過托福及GRE,也就在匆忙中就只有申請美國Carnegie-Mellon University一間學校,後來我到美國Carnegie-Mellon University就讀博士時,系主任召見告訴我為什麼能在接到我的申請後,第二天就發admission給我的原因,因為校方特別去問成大電機系的打成績水準,校方認為我的成績夠好,這也是我由郵寄申請表到接到admission只有半個月,尤其是該校申請資格除要有托福成績外,尚需要GRE成績,我在申請表中只說明有考GRE,但是成績尚未發表,這些均須歸功於當時成功大學電機系的嚴格教學,除了使學生有優良的學習環境及成效外,亦是企業界及申請學校最愛的學生。由於以前一直都是從事半導體的研究工作,因此到該校就讀後就想修習第二專長的研究,師從蔡振水院士研究積體光學作為博士論文,在無意間就有光與電的整合專長,當時光電的概念只是在萌芽階段,在回國後就從事積體光學元件及光電半導體材料與元件的研究工作,因為在早期就整合光與電的領域及其相互間的作用,也因此也才有些創新的整合思維及研發成果。

請問李老師在佈滿荊棘的研發之路上,有什麼自豪的研發成果呢?

  在中山科學研究院任職期間,由於砷化鎵高速電子元件在系統的需求,因此研發出我國最早期的Ⅲ-Ⅴ族電子元件,於1990年起任教於中央大學光電研究所,當時日本剛宣佈研發成功氮化鎵藍色發光二極體,因此積極建立研發藍色發光二極體的製程平台,以開拓研發及產業平台,此為我國首先研發藍色發光二極體的創新製程,其研發成果技轉至產業界,並應用於製程中。此外,應用在藍色發光二極體所開發的製程技術及創新的光電化學氧化及蝕刻技術製作鰭狀閘極D型及E型的互補金屬-氧化物-半導體(CMOS)氮化鎵高電子遷移率電晶體(HEMTs)及其積體電路。此外,設計低溫氣相冷凝系統(Vapor cooling condensation system)從事氧化金屬材料及元件的研發,發表氧化金屬薄膜在低溫成長的機制及模型,其研發成果尚有達到國際的研發水準。

  在培養及創造新思維及創意構想的過程,除了參考國內外的期刊及報導外,參加專業研討會並與人閒聊討論亦是激發創新的泉源,甚至與同學作研究討論也是可以達到教學相長的功能,其實由週遭的環境及自己過去的經驗均可以創新自己的研究於思維與構想,例如於創新低溫氣相冷凝系統的過程,在十多年前,我去國外參加國際會議,有位keynote speaker報告金屬氧化物的發展與應用,除強調金屬氧化物是第四代的半導體材料及其未來的發展外,並強調其主要缺點是存在有氧缺陷,因此只能是n型或p型半導體,且無法形成絕緣(i型)特性,可是要製作成元件,一般則需要整合n型、p型及i型的結構,當我回程在飛機上閱讀高陽撰寫的荊軻小說時,正好讀到王夫人為荊軻製造利劍去刺殺秦王嬴政的過程,並聯想到以前我家隔壁打鐵匠打造刀具的情形,將鐵埋在高溫的煤炭內燒到火紅後,再迅速放入水中冷卻,由此能提升鐵的品質,使得作出來的刀具更為鋒銳,因此我就想到如果能將氧化金屬材料(例如氧化鋅(ZnO))加溫使其揮發,如同將鐵在高溫燒到火紅,並沉積到受低溫冷卻的基板上,如同火紅的鐵浸在水中冷卻,不但能提升氧化金屬薄膜的品質,而且因為沉積在低溫基板上,所沉積氧化金屬薄膜中的氧不會因熱能而再脫離,因此可以避免產生氧缺陷,並降低由氧缺陷所造成的載體達到絕緣的特性,也可以容易的再利用摻雜技術形成穩定的n型或p型半導體。在回到成功大學實驗室後,由劉代山博士及李欣縈博士將一部普通的熱蒸鍍機設計成低溫氣相冷凝系統,將金屬氧化物粉末及其摻雜粉末分別放在鎢舟内加熱到高溫,其揮發的材料沉積至由液態氮冷卻的基板上,由鎢舟的溫度可以控制雜質濃度,本系統最先應用在沉積氧化鋅薄膜,其絕緣特性超越當時世界的絕緣紀錄,也因為有極低的氧缺陷,因此當摻雜p型雜質材料時,其p型氧化鋅薄膜的穩定度及品質亦超越當時的世界紀錄,此後利用此創新設計的蒸鍍系統繼續研究各種氧化金屬薄膜及元件,並發表在低溫成長高品質金屬氧化物薄膜的物理機制及模型,有別於一般需在高溫基板成長高品質薄膜的傳統方法。將這些低溫沉積氧化金屬薄膜應用於光電元件、氣體感測器及生醫感測器,其品質及特性均達到國際領先的水準,為國際學術界所高度認可,除多次受邀在國際學術作專題邀請演講並發表達50頁的期刊review paper外,亦與法國國家科學研究院(National Center of Scientific Research, CNRS)之Laboratory for Analysis and Architecture of Systems(LAAS)從事三期的國際合作計畫。

對現在的年輕人和我們學會有什麼建言和期許呢

  建議年輕學者在從事學術研究及工作前,事先構思全面性的生涯規劃,確認自己的人生目標以及自己想過的精彩人生規劃,並將規劃內容與閱歷豐富之同儕及師長們相互諮詢與討論,在參考同儕及師長們的建議後,重新斟酌調整先前的規劃,相信由此可引領年輕學者更快速且更有效率的進入學術研究領域或工作環境。當訂定完整生涯規劃後,仍須依環境變遷及國內外的發展趨勢隨時自我檢視及調整,惟有不斷的努力學習、確實執行與檢視方可掌握自我生涯規劃的道路。此外,在學術研究上要持續專研原有的研究領域,藉由原有的研究領域向外拓展並加入創新元素,在結合新舊領域過程中可以讓學術研究成果有效地進入更高層級或研發新的創新學術領域,同時,也鼓勵時下的年輕學者在確立人生目標後,仍要努力不懈並且持之以恆地持續創新學術研究,雖然在過程中所遭遇的挫折及障礙是永無止境的,但這些挫折與障礙是對自我能力提升的一種磨鍊,而且這也是一把開啟成功之門的鑰匙,學成了是沒有人可從你手中搶走的。今天嚴格淬煉與砥礪自己的人說不定在十年後是自己最懷念與感恩的人,因為是他們的磨練與鞭策才能使自己更為茁壯與成長。經過風霜雨淋洗禮的花朵,且仍能屹立不搖,一定更為芳香與燦爛。有了人生的目標仍須努力的追尋,相信這一代的年輕學者將會成為未來學術研究的棟樑及領導者,並為我國學術界注入全新的創新活力。

  以前有兩位主管,一位主管是有機會就提拔部屬,一位是希望所有部屬都留在原單位不要提升,在後來,前一位主管步步高升,後一位主管就在原位退休,這使我瞭解若當主管不提拔部屬而害怕部屬超越自己,就可能使自己永遠留在原位,若當主管能不斷提拔部屬,則向上提升的部屬就會有能力及職務來幫忙自己,自己也就能向上提升,就好像一個人如果害怕自己的朋友比自己有錢,以致所有朋友都是沒有錢的人,當自己需要向別人借錢時,就找不到人可以借錢,如果一個人一直能幫助別人賺錢,使每一個朋友都比自己有錢時,就有很多朋友可以借錢,這也是我學習到的座右銘,也是我一生努力的方向。

李老師平時除了研究外,有什麼興趣和嗜好呢?

  平時除了研究外,我最喜歡觀看中國歷史小說及武俠小說,有時可以由這些歷史/武俠小說中學習到平時待人處事的方式及開創意想不到的創新研究。另外,偶而也會去苗栗三義欣賞雕刻師傅對於木雕作品的創作與呈現都是獨一無二的。

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臺日光電研討會,左起李清庭、Katsumi Kishino

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左起李欣縈教授、李清庭教授、張嘉容小姐

 註:本文將刊載於第164期光學工程季刊。(2025.3月號)

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