撰文:  洪逸山同學

很幸運能夠參加在今年十一月，由彭隆瀚老師帶領、到東京大學物性研究所的參訪。在秋山英文老師與其研究生學長們的陪同下，我們在這三天中不僅參觀了約十二間實驗室，也得以一窺他們的超級電腦機房。

東京大學物性所(ISSP)位於東京大學柏之葉校區內，地處日本首都圈的千葉縣。它是東京大學的國家聯合研究機構，致力於凝態物理的研究，注重聯合研究並培育學術人才。研究涵蓋理論與實驗面向，包含了新材料合成、新型奈米結構製造、測量方法開發，以及提出新概念與模型、開發計算方法等理論研究。

參觀的實驗室：

橋坂研究室：橋坂昌幸教授的研究方向主要在於電子、量子，及量子霍爾效應等。介紹人佐藤洋介助教帶我們看了他們自己架設的觀測樣品、訊號放大器，以及各種的設備。裡面有一部號稱能夠冷卻到20mK低溫的冰箱(應該不是叫做冰箱，實物如圖)，超級酷。

三輪研究室：三輪真嗣教授他們的研究方向包含了電子的自旋，以及材料結構的chirality(翻譯叫手性)，和磁性材料等。裡面有很多的電磁相關儀器，其中一個包含了製造真空與射電漿功能，用於製造金屬薄膜的設備長得很大，感覺占地有個兩坪，據老師所說造價約合兩千萬新台幣。其上均包滿了鋁箔紙，部分用意為利於溫度的均勻傳播，因為在製造真空時需要加熱蒸乾水氣的緣故。

三輪研究室的儀器   照片：陳奕君老師

橋坂研究室的冰箱

岡﨑研究室：依人員看應該是這間實驗室。首先是谷內敏之教授帶我們參觀。他們介紹了一個叫做PEEM的電子顯微技術，是用高能光打物體表面，使其發出電子再蒐集成像。這也是他們的研究方向之一。它的解析度可達3nm。

再來是岡﨑浩三教授的 APRES顯微技術，拿光子打材料表面產生電子，再測量這些電子的能量與動量。由於這些電子激發自物質的能帶，因此適合用來觀測不同物質或結構的分布。但是因為能量太低的關係觀測時需要多次取樣，每次成像約需一天的時間。

谷內敏之教授的顯微器

林研究室：林久美子教授實驗室在做的研究，包含藉螢光在顯微鏡下觀測活體生物組織，觀察小分子如其中的動力蛋白等等作動，我們在那裡藉著顯微鏡的影像看到了仍然在作動的生物胞器。老師很有趣，而且研究室裡有一面書牆，其中大部分是漫畫；據實驗室學長所說，是老師家裡堆不下而轉移來的物品。

林久美子教授的活體胞器觀察

井上研究室：井上圭一教授做的東西跟光學還有生物分子觀測有關，其中尤其是rhodopsin(視紫質)。實驗室有三個房間，有許多的鏡片等組件、也有許多的儀器；除了觀測之外，他們也試著用機器學習來統計、分析蒐集到的數據。講者加藤義孝助教表現得特別謙遜，很有趣。

井手上敏也教授的研究生們的自製探測管

井手上研究室：井手上敏也教授研究的方向跟二維材料與量子有關，抱歉我不是太清楚；比較特別的是裡面有一些他們自製的觀測設備，像是加長的探測器等，是針對他們觀測目標的特化版。

松永研究室：松永隆佑教授的研究方向與太赫茲光學，以及在此頻段的物質的電磁響應有關。這間實驗室相對比較小一些，到處都擺著由鏡片模組搭成的觀測台。

秋山研究室：自己覺得秋山英文教授的研究方向很適合叫做光電。他們的研究領域之一是半導體材料的光子物理性質，以及利用半導體的p-n junction來產生雷射光。除此之外，他們覺得螢火蟲的發光很精密，因此也正在研究螢火蟲的螢光。另外秋山英文教授十分惜福，他與我們講述了他與一台機器的後半生的故事。實驗室很大很多人，東西也很豐富，很有趣。

松永隆佑研究室的探測台

秋山英文教授壽終正寢的機器

板谷研究室：板谷治郎教授在進行阿秒雷射的研究，包括了產生阿秒雷射，及材料在強電磁場影響下的反應等等。應該是助教水野智也先生，帶我們參觀了三間房間，之中都滿滿地佈置著儀器與結構支架，場景非常有壓迫感。導領者說只需要大概半年的時間就可以熟悉這些器材，不知道是不是真的。

板谷治郎研究室的房間之一景觀

小林研究室：小林洋平教授是個十分會講故事的人，因為考慮到未來人口結構變化，研究方向在於雷射的加工與應用，包括半導體後處理，並利用數位孿生的概念發展自動化加工。此外也嘗試用機器學習(尤指DNN)來模擬、預測加工的過程。實驗室裡有一組三十公尺長的共振管，儘管不使用了仍舊很帥；此外，各種的線材與工具也相當多。特別有趣的是，小林教授說儘管雷射被用於切割時日已久，但卻沒人知道為甚麼可以切割，連他本人也不清楚。

近藤實驗室：近藤猛教授與其實驗室的研究方向在透過光電子觀測材料表面，如APRES。結合LOBSTER工具來計算，透過分析角度、時間與自旋等等方面的資訊，可以使觀測精度變得相當高。實驗室像是一間器材室，天花板挑高，廣而放著一座座儀器。

近藤猛研究室一隅

超級電腦中心：這個系統的名字是Ohtaka，好像是根據附近的一種鳥命名的。它於2020年啟用，理論總運算速率可達6.881 PFLOPS，有1680個128核CPU nodes 及8個72核 FAT nodes。教職員或學生只要申請過了就可以免費使用。我們參觀了它的機房，以及直通到樓頂的水冷系統。

機櫃正面

機櫃側面，中間有線連接前後兩櫃

一塊CPU node展示

秋山教授幫我拍的，非常榮幸！

頂樓露天水冷系統

水冷器獨照

在三天的上課與參訪中，我見識到了很多新的領域和其相應的技術，有種大開眼界之感，令我想像中的世界又開闊了起來。儘管有不少部分受限於自身知識聽得不是很懂，我仍覺得收穫頗豐，是很充實的幾天。很感謝東京大學物性所與系上的老師為我們準備了這些課程與導覽，以及親切的東大研究生們為我們提供了講解及問答的機會，令人驚喜的是，甚至有不少人還提供了中文服務。特別感謝彭隆瀚教授與東京大學秋山英文教授的費心安排。這是一趟對我而言機會難得、且十分珍貴的經驗。

除了參訪途中外，老師們也安排了別的機會讓大家交流。首先是秋山英文教授請客，讓他會中文的研究生們帶著我們一群台大生去吃燒肉。那天晚上我吃了很多東西，感到非常滿足，也與坐在隔壁的學長及同學們度過了一段還算歡樂的時光。我比較內向，所以話講得不多，但是跟大家互相幫忙烤肉、吃飯，就已經是一件溫馨的事情；看著學長們親近的互動、說著一連串毫無意義的話語也能感受到各人的友善與直率。飯後感想是我沒有辜負教授的錢，有好好地吃東西直到計時最後一刻，很謝謝秋山英文教授，這頓飯的恩情我應該會記得好多年。而隔天安排的餐會更是有好多位教授前來參與，有幾位特別外向的教授更是直接走進了學生群之中，令我慌喜交加。三輪真嗣教授與我們一群學生聊了很多，他對於我們的問題幾乎是有問必答，也會嘗試與我們分享、交流更多東西。教授的誠懇與熱情讓我尊敬，而他對部分議題的直言不諱也展現了他的坦率；最後因為眼看天色已晚，教授甚至載了一些學生去Lalaport(教授家在那附近)，是個令人印象非常深刻的師長。

而在課堂與參觀之餘我們也有一些自由時間。我們去的時節正值秋末，當時的天氣沁涼乾爽，白天雲開晴朗，甚是宜人；不論走在校園內或是街道上，路旁的造林正值落葉轉黃，有綠、有黃、橘，幾個色階構成了一片片風景。大概是有清潔隊的悉心整理，落葉與林木並不會妨礙到道路通行，只有偶爾幾隻鳥兒駐足在街頭。夜晚的景象則更加有趣，由於氣溫降至稍高於結冰點，因此整個城區被一片白霧繚繞，四周景物彷彿被籠上了一層薄紗般，這是我在台灣鮮少經歷的。校園周遭的人員不多，車輛也相對稀少，環境時常是一片清淨，少有人聲。如果有時想轉換環境，還有免費的校車能直達附近的Lalaport(一家購物中心)，我覺得相當便利。唯一比較可惜的是，在幾天的探索之下發現校園附近吃飯的選擇似乎不多，也沒什麼便當可以外帶，這是我們學校輾壓他們校區的地方。但是整體來說，這次在東大柏之葉校區的體驗仍然相當舒適，是個值得想念的地方。