2025東京大學物性所-臺大電機系學生交流紀實

撰文:彭隆翰教授

114-2 東京大學物性所-臺大電機系學生交流紀實

2025 Fall student exchange activities between NTUEE and ISSP of U. Tokyo

2025年是我們電資院與東京大學物性所 (The Institute for Solid State Physics, the University of Tokyo)自簽署學生交流備忘Memorandum on Student Exchange Program以來,舉行活動與收穫豐碩的一年。首先在三月初由東大物性所秋山英文教授 (Prof. Hidefumi AKIYAMA),為電機系光電實驗教改團隊申請到東京大學提供之種子經費,並蒙電資院吳院長補助:我們組織了由大學部與博士班共8位學員,在光電所吳育任所長、陳奕君副所長帶領下,電信所鄭宇翔老師與筆者參加東大物性所的三日研習課程 (筆者與大學部四位參與同學的心得報告詳電機之友第89期)。

在2025年暑假中,蒙電機系謝主任與李主任補助,我們由第一屆學員中,推薦陳為霖、任承賢兩位電機系同學,前往東京大學物性所參與五週的暑期研究訓練(summer research training program)。感謝秋山教授安排,他們如願申請進入三輪真嗣教授(Prof. Shinji MIWA)實驗室接受指導,跟隨博士生學長: 高偉光(Weiguang Gao),陳傑宜(Jieyi Chen)與朴笑宇(Xiaoyu Piao),參與電流誘發自旋矩(current-induced spin torque)的研究課題,並學習金屬薄膜生長、穿隧元件製作、測量與數據分析。由於陳、任兩位同學已在大學部光電實驗所提供的設備,學習超高真空電子束蒸鍍、與黃光微影等製程,幫助他們在東大接觸進階設備後之學習順利上手。三輪教授對他們暑期研究的表現評論如下:

They performed very well, and today, we held a “graduation presentation” to mark the conclusion of their program. Their presence had a positive impact on our graduate students, and I believe the experience was mutually beneficial. This experience has been inspiring, and I am now planning to establish similar partnerships with universities in Hong Kong and South Korea.

Let's continue promoting the NTUEE-ISSP student program together.

電機系陳為霖、任承賢同學與東大物性所三輪教授實驗室學長姐們、助理合影2025/8/1

時序進入114暑假,感謝電機系謝主任與李主任的支持,讓教改光電課程在電機系對教育部提案的「高教深耕」計畫中,保留經費以持續支持與東大物性所進行學生交流。光電教改團隊與東大秋山教授討論後,擬定第二梯次東大研習日期為2025/11/26-28日,學員之組成由擔任光電實驗的大學生助教與修課同學中遴選8人、以及光電實驗教學團隊教師之博碩研究生2人,名單如下:

賀奕恩、周姵杏、張甡源、洪逸山、張端霖(以上大四)、林櫻樺(大三)、與大二的張丞漢、郭育愷;以及博士生胡景荏(黃定洧教授指導)、碩士生許翔峻(吳育任教授指導)

在114-2開學之初,我們接獲臺大國家重點領域國際合作聯盟(UAAT)辦公室通知:有關國際交流補助方案申請。在獲得電資院吳院長支持下,我們邀請東大物性所五位教授:

Prof. Hidefumi AKIYAMA   秋山英文 教授

Prof. Yohei KOBAYASHI       小林洋平 教授

Prof. Shinji MIWA                 三輪真嗣 教授

Prof. Toshiyuki TANIUCHI    谷内敏之 教授

Dr. Hiroyuki SUZUKI            鈴木博之 博士

於2025/12/3-5日,來臺大參與「高教深耕光電實驗教學國際化經驗分享論壇暨光電實驗教具展示」並拜會:電資院、電機系、重點科技學院、國際處、台達電中心、卓越半導體中心等主管與相觀光電實驗室、並考核有意前往東大學習之研究生與大學部同學之表現。本次UAAT活動後經再與東大來訪團隊密切聯繫討論,最終達成以下具體成果:

參加第一梯次東大物性所研習之電信所林致翰博士生(鄭宇翔教授指導)蒙獲小林教授之國際共指,將在2026年暑假前往東大接受指導並進行實驗工作;參加第一梯次東大物性所研習之電子所沈宜諺碩士生(林浩雄教授指導)通過三輪教授之面試,將在2027年成為三輪教授之東大research student;參加第一梯次東大物性所研習之電機系陳為霖同學也在經過東大summer research training program並在GRE學科測驗達標後,將在2027年前往東大三輪教授實驗室讀研;本次UAAT活動擔任陳奕君教授/陳建彰教授實驗室介紹之余碩恩同學(重點科技學院博士生),將在2026年暑假前往谷內教授實驗室擔任博士後之研究工作。

以下是筆者對於學期臺大電機系與東大物性所學生交流活動的介紹,本梯次大學部八位同學的東大研習心得報告詳見它文。

I. 2025/11/26~28台大電機系114-2東大物性所研習介紹

II. 2025/12/3~5 台大電機系-東大物性所 UAAT活動介紹

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I. 台大電機系師生114-2東大物性所研習介紹

行前準備: 為配合這次研習活動東大教授的授課(議程詳附錄一),在行前由筆者替大學部同學進行三次補課與講義,幫助同學對於低維度能帶結構電子傳輸、光學躍遷、與量子霍爾效應等基本凝聚態(固態)物理現象準備基礎知識與理解。

由於這次參加研習的八位大學部同學都是住宿生,我請學生隊長賀奕恩與周姵杏,制定同學們前往機場的交通方式:預約從機場快線平台的車輛。也要感謝前梯次參加東大研習的任承賢同學提供東大宿舍經驗,以及有關日本入境電子簽證、與役男同學短期出境等線上申請諮詢。

11/25凌晨三時許,參加本次東大研習的八位大學部與碩班許翔峻同學及筆者,在電機二館集合後,分乘兩輛預約車抵達桃園機場,辦理06:30虎航IT200班機的登機手續。在此也要感謝捷登旅行社徐小姐協助,幫我們買到廉航機票、行李加掛與旅遊險。在入境日本海關時,還發生一小插曲。此行有兩位大四同學持僑居地(印、馬)護照,其中一位因辦理紙本簽證,而在入境時受到兩位移民局官員詳盡查核,還好這是人工確認流程的必須步驟,只是當時讓不明究竟得我們擔心一場。通關並取得行李後,我們見到在機場等候已久的東大博士班潘拓帆學長(光電所畢業生)。在拓帆學長的帶領下,我們由成田機場搭乘地鐵(京成特急)到東松戶站,換搭JR武藏線到南流山站,再換筑波快線抵達目的站:柏之葉校區西驛。

由於已到飯點時刻,我們一行浩浩蕩蕩隨拓帆學長步入西驛站旁的商業廣場LaLa Port 享用道地的日本拉麵。而從松山機場起飛的吳育任、陳奕君兩位教授,也在稍後抵達並與我們在此地會合。

用餐結束後,我們搭乘東大往返柏校區與西驛站的校車,抵達同學心念已久的物性所! 綠蔭扶疏的寬闊校區裡,坐落著好些個清水模建築,這大抵是同學們對東大柏校區的第一眼印象。後由拓帆陪我會見秋山教授的秘書齋藤小姐,並到物性所辦辦理學員們入住東大物性所Guest House手續與費用。在分派各人房門鑰匙並交待注意事項(最晚班公車時刻表),同學們如小鳥出巢:各自結隊前往探索東京市區,也都準點回來。

由秋山教授所安排本梯次學員在東大物系所的研習課程如附錄一,幫我們上課的東大教授們的專長涵蓋:生物物理(Keiichi Inoue井上 圭一 教授, Kumiko Hayashi 林 久美子 教授)、二維材料(Toshiya Ideue井手上 敏也 教授)、分子束磊晶與電子自旋(Shinji Miwa三輪 真嗣 教授)、半導體量子傳輸與介觀物理 (Masayuki Hashisaka橋坂 昌幸 教授, Takeo Kato加藤 岳生 教授)、半導體雷射(Hidefumi Akiyama秋山 英文 教授)、兆赫波光譜術(Ryusuke Matsunaga松永 隆佑 教授)、阿秒雷射(Jiro Itatani板谷 治郎 教授)、雷射與AI自動化平台(Yohei Kobayashi小林 洋平 教授) 、雷射光電子譜術 (Toshiyuki Taniuchi谷内 敏之 教授) 與計算物質科學(Takahiro Misawa三澤 貴宏 教授)。學員們也獲得寶貴機會,參觀橋坂、三輪、谷內、林、井上、井手上、松永、秋山、板谷、小林、岡﨑 (Okazaki) 與近藤(Kondo) 等教授實驗室以及東大物性所的超級電腦中心 (ohtaka)。

在兩天半密集的研習課程裡,秋山教授不僅全程陪同我們上課與參觀各教授實驗室,他也理解到我們同學對基礎物理現象在理解方面的不足,而常在同學提問後換個方式跟授課教授請教。雖然秋山教授很謙虛的表示自己也是在跟同事們學習新領域的研究成果,這一來在無形中就幫助同學們理解並切中講課當中的奧義。這也讓筆者與在座的老師們理解到,我們光電教改課程在基礎理論方面還要持續努力,這樣才能讓我們的同學到東大研習課程、乃至讀研都將會有比較好銜接。

ISSP Labs (ENG)   https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/guidance/index_en.html
Brochure (JP)       https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/guidance/guidance2025.pdf

而秋山教授也在講課中,分享了東大物性所與台大電資院MOU的緣起與疫情前後的交流,並提起台大電機與系友資源(如時任聯亞光電董事長陳建任學長的接待與討論)對他研究團隊課題的幫助。秋山教授也說明在這次研習課程後,同學們若想跟某位東大教授繼續學習,東大物性提供以下循序漸進管道,並歡迎同學申請:

  1. 暑期研究訓練 (summer reseach trainging program)
  2. 繼(a)之後申請東大讀研,依老師的專攻領域*而各自有GRE學科測驗要求
  3. 或碩班畢業後申請東大reseach student

秋山教授並特別說明:東大物性所對台大電機同學參與暑期研究訓練,是不收取學費(tuition fees);而若獲選通過(b)(c)則就成為東大學生。筆者也誠摯希望電機系同學能珍惜東大物性所提供的研究資源: 如半導體量子科技、超級電腦算力應用、以及生物應用等面向,對自己的未來提供另外一種選擇性。

註:*物性所各研究專攻入學資訊 https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/exam_info.html

舉例: 新領域創成科學研究科入學資訊 https://www.k.u-tokyo.ac.jp/exam/

秋山教授上課1

在物性所屬各實驗室參訪過程中,我們不僅感受到東大教授對初學者所展現的諄諄善誘,面對由東大師生心力所打造的實驗設備(如第三代電子顯微鏡、超高真空電子束蒸鍍/分子束磊晶、AI智能化雷射精密加工與各種自建雷射用以科學探索如半導體能譜與傳導分析等、超級電腦ohtaka) 與其設計想法(如氦相分離熱交換制冷(mK)與量子實驗的線路設計等)以及親身操作體驗(如觀察蛋質的螢光與運動、如利用FPGA實現皮秒雷射電激發與光測量等),也帶給同學們百聞一見的新視界!

 

同時我們也要感謝東大物性所教授們的貼心,安排多位來自大陸就讀東大博士班學長姐們與博後研究員,來給同學們進行解說與介紹。這也讓同學們近距離地瞭解在東大學習的各個面向、以及報考東大需要努力的方向。就如同某位學員在離境時跟筆者所言:本次參訪讓他理解了選擇一個擁有拔萃研究資源與國際競爭力的大學,對於讀研與致身研究的重要性。八位大學部同學有關此行之研習心得報告,請詳附錄三。

圖:台大電機師生與東大物性所授課老師合影 1. 秋山 教授  2. 吳育任 教授  3. 井手上 教授  4. 三輪 教授 5. 加藤博士 6. 陳奕君 教授

台大電機同學於東京大學柏校區前門合影

電機系同學與東大博班學長的燒肉之行

II. 2025/12/3~5 台大電機系-東大物性所 UAAT活動介紹

在電機系先後任:吳忠幟、李建模、與謝宏昀等主任的支持,與系/所友的贊助,教改光電實驗逐漸由內而外地推進(詳台大校訊第1558期特色課程系列),我們也豐富了自製的實驗教具。而在2025年我們迎來新一輪的轉點與機會:先是東大物性所提供的種子經費與電資院長補助,於2025/3月啟動第一梯次的台大電機系-東大物性所研習課程;次於2025/11月我們在高教深耕計畫與電機系補助下,啟動第二梯次的台大電機系-東大物性所研習。2025/12月,我們申請到臺大國家重點領域國際合作聯盟(UAAT)計畫,並在電資院吳院長支持下,邀請到東大物性所五位教授:

Prof. Hidefumi AKIYAMA   秋山英文 教授

Prof. Yohei KOBAYASHI      小林洋平 教授

Prof. Shinji MIWA                  三輪真嗣 教授

Prof. Toshiyuki TANIUCHI    谷内敏之 教授

Dr. Hiroyuki SUZUKI            鈴木博之 博士 (兼東大國際處)

於2025/12/3-5日,參與「高教深耕光電實驗教學國際化經驗分享論壇暨光電實驗教具展示」活動,行程安排詳如附件二,計有拜會:電資院、電機系、系伺服器中心(英業達捐贈機櫃)、台大-台達電中心,重點科技學院與卓越大樓半導體中心、與國際處;參觀相關教授實驗室(依序:李峻霣、鄭宇翔、黃升龍、陳敏璋、林浩雄、吳育任、陳奕君等教授)並與有意前往東大學習之研究生與大學部同學晤談。東大團隊教授也撥冗蒞臨大學部光電實驗教學現場惠予指導、並與系友代表(方略電子)探討東大團隊關鍵技術節點與本土相關企業媒合等議題。

本次UAAT活動特要感謝電資院長、電機系主任支持,與院辦公室與系辦業務相關同仁幫忙,讓我們得在新布置的學新館4樓馮紐曼會議室進行教具展示。不僅讓到場主管與贊助光電實驗的系友/學長們與外校參觀教授與業界先進,目睹教改光電實驗進程,同時也讓東大教授們實地瞭解大學部光電實驗的教材內容。

對於UAAT活動之展示教具,考慮實驗器材之往返搬運與人力,我們選擇10公斤重內之教具,提前一天由助教們從電機一館4樓大學部光電教學實驗室搬運到學新館4樓會議室,並進行校正。對於需要使用冷水機與銅座冷卻的兩組自製半導體雷射泵浦-被動調Q 摻銣雅鉻(Nd:YAG)固態雷射 (1064nm雷射最大出光功率10?W)、以及自製摻銣雅鉻雷射泵浦-自製非線性光子晶體之級聯非線性光學 紅外光參振盪(optical parametric oscillation)-可見光和頻產生 (sum frequency generation) 670nm/630nm? 雙波長糾纏光源,則留在電機一館401光電實驗教學實驗室,等候2025/12/4 晚上實驗課時,由東大教授蒞臨現場指導。

這次在學新館展示的光電實驗自製教具與教材可分為以下三個主題:

(1-3)光學立體成像、(4-6)光學相位干涉與應用,以及(7-8)光致半導體電性測量

  1. Mini-LED Display (1986級系友公司方略電子捐贈) 搭配光電實驗3D列印柱狀鏡之雙視域裸眼立體成像
  2. 雙鏡頭工業相機攝影搭配壓印柱狀鏡於筆電裸眼顯示現場3D即時影像
  3. 雙色雷射+空間相位調制器(林清富教授新創公司台灣微奈光借用) 顯示立體浮空太極圖像
  4. 光學各向異性之e/o錐光相位干涉
  5. 光學全像片之高階光學軌道角動量結構光源產生與自干涉
  6. 空間相位調制(系友蔡君偉博士捐贈)步進相位移干涉之薄膜精密光學測量
  7. 半導體薄膜光致-霍爾效應測量
  8. 薄膜電晶體光致-電氣參數測量(probe station 系友陳介偉博士捐款購置組裝)

[活動經過] UAAT活動於 12/3 晚上20:00~21:30舉行,到場有電資院吳院長、電機系謝主任、李主任、光電實驗教學團隊教授(陳奕君、吳育任、孫啟光、筆者),與光電實驗助教及同學們(40人)。校外來賓蒞臨指導的有友達光電研發處梁立田博士,以及長期贊助光電實驗樣品: 工研院電光所經理葉伯淳博士與 SEMILED技術長/交大光電系朱振甫教授。待賓客與同學入座後,首由電資院吳院長致歡迎辭,秋山教授代表東大團隊感謝電資院的活動安排,雙方都表達持續並深化師生交流的意願。“Students are our future. They are also the present. We hope to provide opportunities!”則是光電實驗教學團隊串聯本次活動的心願,希望能藉此推進高教深耕計畫下培育大學人才之國際競爭力!

活動開展後,同學們把握機會爭取向東大教授們請益,而光電實驗助教們也自信地展示自製教具、解說原理,並接受東大教授現場指點,當是受益良多;而光電實驗以泡棉取代昂貴笨重的光學桌,遠程移動教具讓在普通會議桌上以全像術產生角動量雷射結構光並實現干涉分析,同樣也讓東大教授們與來賓感到驚艷。

 

在拜會參觀方面,我們首先要感謝電資院吳院長與電機系謝主任的撥冗接待與安排餐敘,雙方對於促進師生的交流有強烈共識。同時我們也要感謝院、系辦公室同仁的努力,協助安排東大物性教授之拜訪相關之系、院、校級中心。在參觀新完工的系伺服器中心時,東大教授非常稱讚機房門外的安控設計,認為可作為東大物性所超級電腦中心(ohtaka)的安控作業程序參考。雖然與擁有 6.9 PFLOPS巨大算力的物性所ohtaka超級電腦相比 (world ranking of 87/top 500 supercomputers as of 2020)  https://mdcl.issp.u-tokyo.ac.jp/scc/en/system/systembinfo

 

由系友英業達公司捐贈560台Intel 3rd Gen Xeon伺服器所組成的機房,算是超級電腦界裡面的小朋友,但若能透過與東大物性所超級電腦中心的交流與學習(如量子科技相關之計算軟體與架構) 也能增進雙邊的合作機會。

 

而在電資院陳副院長的介紹下,我們有幸目睹台大-台達電中心的研發基地與卓越研究展示平台,東大教授也非常感謝陳副院長傾囊分享與國際級企業建立合作企畫之心得。重點科技學院闕院長也在次日駕臨卓越大樓並與半導體中心陳建甫主任,共同接待東大物性所教授的拜會。闕院長提到在政策支持下,重點學院逐年添購的重型設備將陸續進駐半導體中心,並熱忱歡迎與東大物性所展開合作。秋山教授在介紹東大團隊時,也提到在座的谷內教授所研發集以下能譜技術Photoemission Electron Microscopy (PEEM) X-ray excitation (XPEEM), Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy (ARPES) Resonant Inelastic X-ray Spectroscopy (RIXS)於一尊的第三代電子顯微鏡設備,將是研究量子元件與材料的關鍵性技術。這也為陳奕君/陳建彰教授實驗室的博士生前往東大物性所擔任谷內教授博後研究員,埋下成功伏筆。

關於實驗室參訪方面,則要感謝:李峻霣、鄭宇翔、黃升龍、陳敏璋、林浩雄、吳育任、陳奕君等教授的安排與導覽。黃教授與吳教授,也各自分享研發成果轉型為產品在硬體(晶體光纖雷射寬頻光源-安盟生技OCT)、或軟體(次世代化合物半導體多維多重物理耦合模擬平台)之甘苦談,其中酸甜也與東大團隊秋山、小林教授(各有研發轉公司)之心路有所共鳴。

由於秋山教授於來訪前回覆:已將我院研究生共指案排入物性所委員會議程,對此我們也安排: 李峻霣教授實驗室的博士生林旻叡、鄭宇翔教授實驗室的博士生林致翰、林浩雄教授實驗室的碩士生沈宜諺、陳奕君/陳建彰教授實驗室的博士生余碩恩,個別向東大教授進行研究與實驗介紹。

東大教授返回日本後,接獲致翰、宜諺、碩恩三位同學的研究申請。在此也恭喜:

林致翰博士生將在2026暑假前往東大物性所接受小林教授共指,並進行實驗;

余碩恩博士將在畢業後於2026暑假前往東大物性所擔任谷內教授博士後研究;

沈宜諺碩士生將在2027畢業後前往東大物性所擔任三輪教授research student;

電機系大學部陳為霖將在2027年前往東大物性所拜入三輪教授實驗室讀研。

這是自光電所2019年畢業生潘拓帆在2025年春季就讀東大物性所博士班(秋山/井上教授指導)以來,台大電資院首度經由與東大物性所的MOU管道,選拔出相關領域的在學同學,前往東大進行長期研習/研究。相信對有志參與東大研究的電資院同學而言,這是個機會與好的開始;同樣這也是激勵光電教改團隊,持續精進教材與具國際化與競爭力人才培育的動力!

最後錦上添花再記一筆:由業界/系友代表(方略電子1986級丁景隆學長/董事長, 劉玄達玄達/副總經理)與東大團隊談討關鍵技術節點與本土相關企業媒合等議題,獲得相當程度進展,這也令東大物性所來訪團隊稱讚台大電機系資源與系友影響力! 並留下深刻而良好的印象。

誌謝:感謝光電實驗研究生助教 陳奕彤、楊勝傑、程鴻昌、吳聖民、鄭昱翔、方緒為、鄧育騰等搬運光電實驗展示教具與校正;參與講解還有以下大學部光電實驗助教 任承賢、賀奕恩、張端麟、周姵杏、林櫻樺、周奕琦與張甡源;感謝研究生助教沈宜諺協助拍攝相片。