三十週年特刊

科儀新知三十週年回顧 [ 下載 PDF ]

蔡定平

單原子電子源與離子源之應用 [ 下載 PDF ]

黃英碩, 郭鴻曦, 張哲誠, 林君岳, 鄭天佐

貴金屬覆蓋鎢 (111) 單原子針可以用來做為理想的點粒子源 (電子源與離子源)，其製備方法簡單可靠，適合於實際運用。此單原子針有熱平衡的原子結構，化學穩定性佳，且針尖一旦受損可以在真空中加熱再生。再生的金字塔原子堆疊與第一次形成的單原子針相同。單原子針所發射出來的粒子束具有張角小、最小的發射面積、高亮度且同調性佳等特性，可以廣泛地應用在粒子束的儀器設備上。此單原子針所發射出來的粒子束，已證實其亮度與同調性較現今最佳之粒子源高數十倍甚至千倍以上。單原子針可以大幅度提昇現今的電子顯微鏡及聚焦離子束系統的效能，甚至於可開發全新功能的儀器技術，對奈米科技及基礎科學將會有許多重要的貢獻。

能量補償式非彈性軟X 光散射儀之設計與實現 [ 下載 PDF ]

黃詩雯, 黃迪靖, 馮學深, 黃筱妤, 傅皇文, 曾澤川, 王端正, 陳建德

軟 X 光與物質的交互作用可提供有關物質中電子與磁性結構的重要訊息。隨著同步輻射光源亮度的日益提升，非彈性軟 X 光散射儀已成為研究前瞻性材料低能量激發現象的實驗利器。本文介紹一座嶄新的非彈性軟 X 光散射儀，此儀器的設計概念起源於能量補償原理之應用以及主動式光柵的研發。實驗結果顯示，應用能量補償原理所設計的非彈性軟 X 光散射儀，其量測效率可達傳統設計的百倍，而為探測物質之微觀電子與磁性結構開啟令人振奮的新契機。

以步進式 FTIR 吸收光譜法研究氣態不穩定物 [ 下載 PDF ]

朱立岡, 李遠鵬

傳統的傅立葉轉換紅外光譜儀 (FTIR) 無法偵測生命期短的不穩定化合物。吾人利用步進式的 FTIR，並配合 ac/dc 耦合的偵測器及多重反射之紅外吸收和紫外光解，成功地建立了時域解析的 FTIR 吸收光譜法，得以在實驗室偵測以傳統方法不易測得的許多大氣化學中重要的不穩定氣態化合物，如 ClCO、ClCS、ClSO、CH₃SO₂、C₆H₅SO₂、CH₃OO、ClCOOH、CH₃SO 及CH₃C(O)OO，並分析其紅外吸收光譜。此系統具有 10 ns 之時域解析度及 0.13 cm⁻¹ 之光譜解析度，但在吾人之實驗中，通常使用 1 µs 之時域解析度及 1 cm⁻¹ 之光譜解析度，以得到較理想之光譜。

在不純樣品中量測光分解截面積 [ 下載 PDF ]

連健宇, 陳學穎, 林衛彥, 李遠哲, 林志民

重要的問題經常需要新的量測來提供答案或解題的方向，而新的量測往往需要新的儀器。在 2008 年初我們聽聞一個重要的全球難題，在仔細分析問題及現實條件之後，決定加入這場挑戰。在解題過程中，包含著迎向未知挑戰的勇氣，利用現有資源與自我優勢的智慧，以及找出關鍵錯誤並即時修正的醒悟等過程。本文將介紹問題之所在、解題的原理，以及儀器的設計、建造、測試、修改至調整參數等，以達最準確的量測等歷程。

發光二極體的效率提升研究 [ 下載 PDF ]

蘇炎坤, 陳健中

在本文中筆者回顧了近些年在發光二極體 (LED) 上的重要研究與技術發展，包含內部量子效率的改善、光取出效率的改善，以及白光發光二極體等方面的探討，並展望未來一些仍可繼續發展的技術，以作出更多的貢獻。

從核磁共振技術到同步輻射光源的生命科學應用 [ 下載 PDF ]

吳文桂

未來的生物醫藥科技發展，有賴於整合多方位技術平台，以及建立具有特色的研發領域，本文以國內外二十年來結構生物基礎核心設施在生命科學的應用為例，說明目前歐洲推動高科技產業的作法，值得台灣參考借鏡。

以微小型固態雷射產生結構性光場及其應用 [ 下載 PDF ]

陸亭樺, 陳永富

結構性光場的產生與應用是近年來光學研究中發展的重點之一。本文介紹以固態雷射技術產生落在幾何光束上的結構性光場。利用光學和力學的對應性探討在簡諧運動中古典與量子間的對應關係。此外，以光學轉換系統將光場轉換為具有角動量分布的結構性光源是我們的研究方向，具有角動量的光場操控微粒子的功用在高科技應用扮演相當重要的角色。

結構生物學－現代生命科學研究的利器 [ 下載 PDF ]

周三和

本文主要報導結構生物學如何影響現代生命科學的研究。生命科學的研究已從過去的傳統巨觀生物學到微觀分子生物學，再到目前的奈米級結構生物學。本文將談到筆者實驗室目前在微生物結構基因體學方面研究出來的成果，及結構生物學如何讓吾人更能洞悉生命科學的奧秘，其中也包括同步輻射此一國際級的儀器中心，及其對結構生物學所產生的巨大影響。

從顯「微」技術到顯「奈」技術 [ 下載 PDF ]

林伯彥, 林奕呈, 呂宏洲, 高甫仁

隨著雷射及偵測技術的進步，促使光學顯微鏡的應用更加廣泛，特別在生醫領域研究上，光學顯微鏡非侵入式及活體觀測的優點，使其扮演無可取代的重要角色。然而光的波動性也限制了光學顯微鏡的空間解析能力 (約為半波長)，使得光學顯微鏡無法清楚辨別更微小的結構如細胞胞器等，此即 Abbe 於百餘年前所預測之繞射極限。最近發展的超解析遠場顯微技術如 STORM、PALM、STED、SSIM 已突破這個繞射屏障，目前遠場光學顯微鏡空間解度已進展至數十奈米左右。顯微術已然推進至顯「奈」術。

CMOS MEMS 製程平台於微感測器之應用 [ 下載 PDF ]

方維倫, 孫志銘, 蔡明翰, 劉育嘉

筆者曾於科儀新知第 165 期 (2008 年 8 月) 中介紹如何利用 TSMC 標準 CMOS 製程，開發 CMOS MEMS微加速度計。筆者想進一步藉由本文介紹如何延伸 IC 製程平台 (process platform) 的觀念，利用上述 TSMC 標準製程，輔以一套由筆者研究團隊建立的後製程，完成 CMOS MEMS 微感測器之製造與整合。本文希望以筆者研究團隊在國立清華大學微機電實驗室所開發之一系列微型感測器為例，其中包含了三軸加速度計、溫度感測器、壓力計與觸覺感測器，來完整說明 CMOS MEMS 元件設計、製造與測試的完整流程，並如何利用 CMOS MEMS 製程平台製造與整合。

LED 固態照明技術的分析與挑戰 [ 下載 PDF ]

孫慶成

在本文中，筆者介紹 LED 固態照明技術的發展趨勢與可能遇到的瓶頸。在晶片的發展上，內部量子效率在高電流注入的環境下如何能維持高檔，將是材料科技人員的一大挑戰；在封裝上，光電色加上熱管理，全需以封裝後的成品來評價，而且攸關 LED 的照明表現；在光學技術上，我們探討了四階光學設計的概念與其在晶片、封裝、模組以至於燈具上的重要性，同時也探討人因科技在 LED 固態照明的角色。

微陣列晶片於核酸適體研究之應用 [ 下載 PDF ]

勞業興, 陳林祈, 張翼中, 紀鈞瑋, 白果能

「適體」泛指具有抗體功能之單股寡核酸，其可形成特殊之立體結構以辨識特定標的蛋白質，深具疾病診斷與治療之應用潛力。適體的產生藉由一種稱為 SELEX 法的人工篩選程序，此程序涉及大量核酸序列分析與配位子確認，因此應用微陣列晶片技術可有效地縮短核酸適體篩選時程。另一方面，以寡核酸所構成之適體點印成微陣列晶片可作為一種新穎蛋白質晶片應用。綜合上述原由，本文將簡介適體研發背景，並藉由幾個適體研究上的應用實例，探討微陣列晶片技術在加速適體篩選與蛋白質分析檢測方面之優勢。

以介電泳晶片搭配拉曼光譜於環境微生物之快速分析 [ 下載 PDF ]

林其昌, 張憲彰

環境中微生物常以不同的生長方式與巧妙的分布，使自然生態系統得以維持平衡。然因台灣夏季高溫多濕，促使細菌與黴菌快速繁殖，往往造成諸多環境衛生如飲用水及食品污染，若人類及動植物不經意地遭受致病微生物的感染，則其所造成對人畜的健康及公共衛生的危害常是駭人聽聞的。除普及的衛生教育之外，積極發展新型感測科技以建立快速微生物的鑑定方法，更是避免這些災害發生所刻不容緩的課題。在本文中將聚焦於介紹一種免培養、免標記，且符合多樣性檢測應用之要求，使用結合微流體技術所發展的新型介電泳晶片，透過三維立體結構與巧妙的電極安排和設計，可針對低濃度目標微生物進行快速且連續性分離與捕捉，使其形成高密度聚集體，以增加可檢測濃度，而在晶片捕捉區中特別施予粗糙表面之設計，將更有助於原位拉曼光譜檢測中，提供較高辨識度的拉曼增顯指紋圖譜。

台灣超高磁場液態核磁共振核心簡介及其在基因體醫學之應用 [ 下載 PDF ]

黃太煌, 張七鳳, 吳文晉

核磁共振光譜學是應用最廣泛、最重要的物理技術，其應用範圍涵蓋物質定性、化學分子的結構鑑定、生理的新陳代謝、生化巨分子的結構動性與功能以及磁振造影等，它已成為生、醫、理、工各領域研究及應用不可或缺的先進技術。本文針對台灣設置於中央研究院生物醫學科學研究所最先進的高磁場液態核磁共振核心 (HFNMRC) 之最近發展作一簡單介紹，該中心開放全國有需求的學術及產業界使用，提供各項技術服務及諮詢。

浮光掠影－磁振造影卅六載 [ 下載 PDF ]

陳慶年, 甘魯生

磁振造影 (成像) 是一種非侵入性也不含強輻射波的安全造影法，另一優點是可取任何角度或切面來造影，不像其他造影法受到我們人體形狀之限制，雖然價格昂貴，但瑕不掩瑜，自發明以來至今卅多年已有了長足的發展。磁振造影也深植人心，是受到大眾信賴的診斷工具，甚至也開始應用到疾病預防上。本文簡明的指出磁振造影的原理，它和坊間 X 光及超音波造影的區隔，然後就其組成要件：造影方法、磁場、線圈以及最新應用略加敘述，以達到推廣之目的．

化合物別同位素比質譜術的研發進展－酒品摻假鑑定 [ 下載 PDF ]

凌永健, 袁玉潔, 蔡沛宜, 邵震茹

本文利用自然界中物質組成之同位素比會受原料、製程和環境影響而有所不同，以碳同位素比為例，植物依照光合作用途徑：碳三途徑、碳四途徑與景天酸代謝，分類成 C₃、C₄、和 CAM 植物，合成出不同的碳同位素比醣類，發酵製得的酒精之碳同位素比也因此不同。本研究開發利用氣相層析同位素比質譜儀進行化合物別同位素分析，以鑑定酒類摻假的方法，應用到 100 種酒品之摻假鑑定。結果證實利用有機化合物之組成元素的同位素比特異性，得以區別相同分子組成之有機化合物，化合物別同位素分析法可以彌補目前以分子組成為分析基礎之氣相層析質譜法之不足。