我們實驗室主要利用半導體奈米元件製作技術及各種特殊奈微光機電製作技術，設計與製作各式各樣的奈米感測元件與奈米光機電系統。經由我們實驗室的訓練，所學習到的精密量測儀器設備與薄膜製作技術基本上與材料系及電機系固態電子組相同，除了可以學習到一般微機電相關知識外，更可以熟悉奈米電子元件與奈米材料相關的薄膜製程以及材料性質 (本實驗室所擁有的許多貴重儀器設備也著重在此)，並且可以結合各種如光、電、磁、熱甚至量子等效應，更進一步發展各種新穎的奈米電子元件以及先進材料的應用研究。此外，展望未來的產業及科技發展，能夠跨領域的人才將是最有競爭力的，而本實驗室來自 光機電、光電、物理、生物．．．等不同背景的夥伴共同切磋與激盪，正可提供一個培養跨領域能力的優良環境。另外，我們老師研究能力超強，是極少數同時獲得 清大及台大聘任的老師，因此在我們老師的帶領下，研究不再只是做苦力的工作，而是一連串令人興奮的創意與腦力激盪。我們實驗室目前主要研究包含以下幾個發展方向：

 ◆　奈米機電系統及人工智能結構

 設計各式各樣的NEMS、MEMS結構，並搭配各種先進材料，以及各種光、電、磁、熱等效應來製作各種用途的致動及感測元件。此方向將有以下幾項重點研究：

◎ 設計奈米機械手臂來做奈米等級的操控，操控的標的可能是DNA或奈米粒子，藉由奈米級的操控來協助奈米結構特性的研究。

◎ 奈米人工智能結構或奈米人工智能材料(metamaterials)，模仿各種生物微結構，製作具有記憶功能或可反覆依照設計變形之特殊功能結構。

◎ 開發先進奈米量測光機電系統，製作尖端奈米尺度量測工具，量測奈米材料獨有的特性。

◎ 磁性奈機電系統(具有省能、無線控制、抗輻射、不受限乾溼環境等優點)，目前我們實驗室已可做出最小的單磁區磁性奈米制動器，領先UCLA電機系的競爭團隊。
 

 ◆　固態光電及自旋電子元件

 研究奈米材料性質及發展先進的奈米感測元件。目前有下列方向進行中：

◎ 光電效應之穿隧式光感測器的製作與研究

◎ 自旋電子元件及隨機存取記憶體的開發

◎ 奈米元件熱傳性質研究以及半導體光電元件(如LED及太陽能晶片)的光電與熱傳性質研究

◎ CMOS以及巨磁阻(GMR)元件的各式應用

◎ 奈米熱電效應元件的開發，將廢熱轉成電能。
 

◆　能源及生醫流體晶片

我們將著重結合各種光、電、磁、熱與奈米流體間的交互作用，設計各式各樣的奈米流體元件並將其應用到生醫晶片上。目前有下列方向進行中：

◎ 利用控制奈米流體的電雙層離子分布來設計各式各樣如奈米流體類MOSFET的流體控制閘，奈米流體電晶體甚至整流器．．．等奈米流體電子元件。

◎ 整合電滲和電潤溼這二種效應，設計生醫檢測晶片的元件，來進行藥物的混合和運輸，並測試其混合和傳輸的效率。

◎ 研究與流體相關的軟物質動力學；包括自組裝、液晶膜及生物膜、膠體溶液、電流體、磁流體．．．等。

 ◆　生醫感測元件

利用奈微米技術製作各種特殊奈米元件，來研究細胞至生物分子的物理特性。

◎ 發展拉伸蛋白質或DNA的技術方法，並用以了解分子的彈性性質或二級三級結構的數目，甚至兩種分子間的親合力。此類分子間親和力的研究對於藥物開發具有非常大的重要性。

◎ 各種生物過程的微觀力學量測，例如當病毒將DNA/RNA收納進蛋白質外殼時，我們可以拉住DNA/RNA與病毒拔河，來測量病毒收納DNA的力量；又例如解旋酶在解開雙股DNA時，在DNA軌道上跑的速度以及施力對它的影響；這類問題都是我們有興趣研究的對象。

◎ 與本實驗室奈米流體與軟物質動力學組以及奈米材料及元件特性組相互支援搭配合作，設計研發新型生物感測器及生醫晶片。

不論你是參與哪一組，在受過本實驗室之訓練，熟悉各種儀器設備的相關技術之後，對於要走學術研究的同學可以掌握各項基本的奈米薄膜製程及檢測設備。對於要到產業界工作的同學，更可學到與工作直接相關的基礎知識與儀器設備技術，列如：

1.本實驗室的電子束蒸鍍系統(成長金屬薄膜)以及超高真空磁控濺鍍系統(成長氧化物等薄膜)等製程設備，都是屬於像台積電等半導體廠或LED及太陽能晶片磊晶或光學鍍膜等公司必定會用到的生產設備，要進入相關製程或製程整合…等部門，得先具有相關方面的薄膜製程與相關電性的基礎知識。

2.本實驗室所擁有的電子顯微鏡、原子力顯微鏡等設備，則是在半導體廠、光學鍍膜以及LED及太陽能晶片光電薄膜磊晶等各公司的檢測、品管或研發部門必備專長技術。此外，藉由做實驗時所用到的眾多精密電性量測設備(如奈伏特計，分安陪計，高頻電性量測技術)，可以學習目前奈米級的半導體及光電元件的電性量測相關的經驗與知識，這些在檢測或研發部門部門亦是必備知識。因此，藉由使用這些設備進而熟悉相關的技術專長與知識，對於進入業界會有非常大的幫助。