撰文: 賀奕恩同學
作為修過光電實驗課程的台大學生,我有幸參加了這次ISSP–東京大學的交換計畫。這五天的參訪讓我得以探索頂尖研究設施,並直接向光電、凝態物理與生物物理領域的頂尖科學家學習。我也首次親身感受到東京大學物性研究所進行先進研究的方式,以及其與台大研究環境的差異。能夠置身於一個同時重視理論探究與實作操作的環境,讓我感到非常震撼。整體而言,這五天大大提升了我的技術知識,也擴展了我對學術研究的視野。以下是我在這次計畫中最印象深刻的部分:
第一天
從機場前往東京大學柏校區的路程約需兩小時,中間需要轉乘多班電車。校區位於郊區,環境十分安靜祥和,我個人覺得非常適合專注於研究。同時,距離東京市中心約一小時車程,使都市的喧囂不至於造成干擾,這樣的環境對投入學術工作非常有利。我們下午約三點抵達後,便前往東京市中心散步,探索並體驗日本文化。結束充實的一天後,我們返回校區,準備迎接隔天的課程。
隔天早上的研究簡報涵蓋了許多我先前較不熟悉的領域。三輪 真嗣教授首先介紹了他在自旋電子學方面的研究,內容包含利用 MBE 成長的磁性材料以及自旋軌道交互作用。接著,井手上 敏也教授介紹了二維材料中的奇異傳輸現象,包括非線性霍爾效應與磁振子介導的熱響應。其中,最讓我印象深刻的是他講解如何透過施加應變來控制超導二極體效應,展示了此效應是材料本質所決定並依賴其晶體對稱性。此外,課程也包含生物物理方向,由林 久美子教授團隊介紹利用先進成像技術與統計物理分析細胞內馬達蛋白動態的研究。
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Figure 1、2 :三輪 真嗣教授簡報及實驗室
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下午我們參觀了多個實驗室。三輪 真嗣教授的自旋電子學實驗室展示了超高真空 MBE 系統及各類材料特性量測設備。我們也參觀了井上與林教授的生物物理實驗室,並見到飛秒雷射、光譜儀以及高解析度螢光顯微鏡等用於分子與細胞量測的設備。一天的行程也在一場燒肉吃到飽的晚餐中結束了。我們與 ISPP 的學長們一同用餐,交流彼此的研究經驗與興趣,也進一步了解他們的生活樣貌,以及當初選擇到東大從事研究的動機。
第二天
第二天,有兩場報告特別吸引了我的注意。板谷 治郎實驗室展示了他們在阿秒雷射與強場物理方面的突破性研究,說明了如何利用極短脈衝捕捉阿秒時間尺度上的電子運動,揭示出過去無法直接觀察的量子動態。相較之下,小林 洋平實驗室則聚焦於高功率超短脈衝雷射的實際應用,展示這些系統如何實現精密的材料加工。我尤其對他們將材料加工資料庫與人工智慧結合,以預測不同材料最佳雷射參數的方法感到興趣,這有效地將基礎雷射科學與現實應用連結起來。
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Figure 4:秋山 英文教授實驗室的MBE機台
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Figure 3 :小林 洋平教授簡報
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下午,我們參觀了 ISSP 的雷射實驗室,設備讓我印象深刻。在秋山 英文教授的實驗室中,我看到許多設備都是由實驗室成員自行組裝而成。教授展示了一台他親手製作的複雜儀器(MBE機台),並說明作為科學家,他們希望能親自建造這些設備。僅僅觀察就能感受到其精密程度,要組裝這樣的儀器必須具備相當深厚的知識。同樣令人著迷的是,在板谷 治郎教授的實驗室中,我看到了建造雷射所需的龐大零件量。整個房間被滿滿的設備桌子佔據,讓我對如此複雜的系統如何被建立,以及背後所需的專業知識,感到由衷佩服。
第三天
最後一天的行程聚焦於先進影像技術與理論研究。其中谷内 敏之教授展示了雷射-PEEM 技術,能夠對磁畴、化學組成以及電子結構進行奈米尺度的影像觀測,並包括可捕捉超快速變化的時間解析模式。
行程的最後,我們參觀了 ISSP 的超級電腦設施,有機會親眼見到 Ohtaka 超級電腦。這部超級電腦對 ISSP 的教授與學生皆可使用,我認為這點非常重要,因為教授與學生擁有辦法去進行大量理論計算。這也清楚展現了東京大學願意提供必要的資源,支持師生的研究與學習。在設施內,我能感受到強烈的熱度,並聽到電腦元件持續運作的隆隆聲,而站在他前面的位置時,噪音變得相當刺耳,甚至讓我的耳朵開始感到疼痛。
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Figure 5:Ohtaka Supercomputer
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後記
這次交換計畫讓我獲得了難得的機會,深入了解東京大學的研究環境與學術文化。透過多場報告、實驗室參觀,以及與研究人員的深入交流,我對各個專業領域有了更深刻的理解,也學到了許多新知識與研究方法。每一場演示都讓我體會到科學研究的多樣性與前沿性。實驗室參觀過程中,我對教授們和研究團隊親手搭建設備的精神感到敬佩,也驚嘆於建構這些複雜系統所需的專業知識與創意。
同時,這段經歷也讓我體會到與不同文化背景的人互動的好處,開闊了我對他們進行研究方式的視野。我觀察到,研究不僅是技術與方法的探索,也深受文化、思維方式與團隊協作模式的影響。與 ISSP 的學生與教授交流,讓我學習到不同的思考方式與問題解決策略,這些經驗對我未來的學習與研究都非常寶貴。
這次的經歷不僅激發了我持續追求興趣的熱情,也提醒我要善用所提供的資源,勇於探索新的領域、嘗試不同的方法。東京大學提供的先進設備、實驗資源以及跨領域的交流環境,都讓我深刻感受到一個優秀研究環境對學術發展的重要性。在此,我衷心感謝電機系的老師們、ISSP 的各位教授及學生們,也特別感謝彭教授,為我們精心規劃與安排,使這次寶貴的學習之旅得以順利成行。這段經歷不僅增廣了我的學術視野,也讓我對未來的學習與研究充滿了動力與啟發。