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開發蛋白質介電材料 盼在一切善事上結果 ~專訪黃振昌教授

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撰文/陳千惠  圖片/黃振昌提供

 

  以開發蠶絲做為有機薄膜電晶體「閘極介電層」材料出名的黃振昌教授,於2013年榮獲清華大學教學傑出獎,教學廿多年的他對於這個晚來的喜訊相當開心,他說:「我真的喜歡教書。」

  黃振昌教授在台南鄉下長大,從來沒有想過自己會出國讀書。「我是家中唯一的兒子。」相當有孝心的他本來認為母親不可能讓他出國,但沒想到母親後來竟捨得讓他遠行,他通過公費留學考試,到美國史丹佛大學讀博士,1989年取得材料科學與工程博士返國,於清大從事教職至今。

 

先以蠶繭為原料,製作蠶絲蛋白水溶液,將蠶絲蛋白均勻沉積在含金閘極的PET軟性基板上,鍍上五苯環有機半導體、源極以及汲極,即可完成可撓性的「含蠶絲的五苯環(pentacene)有機薄膜電晶體」。

  黃教授先是研究奈米鑽石電子元件,「我一開始的想法就是不要做與有毒氣體相關的研究。」因為這個初衷使他聚焦從事跟「碳」相關的研究,特別是成功地從單晶粒取下鑽石棒,為相關領域的研究開啟新頁。

  近年來黃振昌教授開發「蛋白質」當作有機薄膜電晶體的閘極介電層材料,「我的學生蠻優秀的。」他指出,研究生王中樺在2009年年初跟他提出使用蠶絲當作閘極介電層材料的構想,經討論後獲得他全力支持,中樺跟另一位研究生謝兆瑩一起研發, 當年年底學生即稍來喜訊,含蠶絲蛋白的五苯環有機薄膜電晶體的場效應遷移率達6 cm2V-1s-1,後來持續改善製程,場效應遷移率更高達~20 cm2V-1s-1,此成果表示蠶絲蛋白有機會做為軟性電子材料,此成果被黃教授視為「上帝給的禮物」。

 

  雖然後來發現蠶絲蛋白所做的軟性電子元件需要有微量水氣,才有好特性,跟一般電子元件的環境不搭配,且軟性電子元件最大的應用「電子書」也面臨市場挑戰,因此業界在研發熱情降溫不少;不過如果能夠找到元件封裝的解決方案,軟性電子還是有很大的應用空間。最近幾年,實驗室研究生也持續開發「蛋白質」閘極介電層材料,已證實膠原蛋白、明膠以及牛血清蛋白都是可行的材料。

  在研究之餘,教學是黃振昌教授的最愛。「我可以跟學生 一說再說。」頗有耐性的他不怕學生問問題,只怕學生自我放棄。曾經有大四學生修他的課,期中考考了38分,讓他為學生捏把冷汗,由於他的課是必修學分,修不過就得再留一年,因此他跟學生懇談,學生後來也認真讀書,期末考考了80多分,讓他頗為欣慰。

  黃教授認為大學的學科基本功夫要學得紮實,這樣不論是走研究路線,或是到業界工作,學生都能夠如魚得水,因此他願意陪著學生走一段路。「其實我一開始教書也沒有經驗,都是一再摸索出來。」他鼓勵同學準時上課、課堂發問,因為他認為能夠考上清華的學生都夠聰明,但如何提高學習的動力跟養成好習慣反而更重要了。

  「考上清華研究所的同學有不少是大學入學考的成績遠不如清大學生的。」為什麼這些學生能夠打敗四年前贏過他們的人?黃教授認為這樣的現象是值得學校跟師生注意的。

  目前與妻子在工作之餘都參與基督教會服事的黃振昌教授,在大學時代開始接觸基督信仰,他以「行事為人對得起主,凡事蒙他喜悅,在一切善事上結果子。」做為行事準則,周末常在教會幫助許多遭遇困難的人。「信仰讓我改變很多。」黃教授笑說。

 
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