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歷年海外體驗心得

電子物理學系鄭同學/108-1日本體驗計畫心得

  • 前言
在大學二年級時,因對於磁性材料有興趣,所以加入了蘇老師的磁光材料實驗室(Magneto-Optical Materials Lab),在聽聞有此一海外體驗計畫後,便決定參與此計畫。因為我認為這可以增加我對於實驗方面操作、與外籍人士溝通及合作實驗之經驗,並且此次實驗有接續2018年,由蘇老師、陳學長及張學長於香川大學創造工學部所製成之樣品測量實驗外,還有增加新的系列平面之製程及測量。因為涉及到目前正在進行之實驗以及今後新的實驗進行,所以對於這次的海外體驗計畫內容的實施,說實在我感受到沉重的壓力,因為此次是我第一次和國外大學進行實驗交流,深怕語言上難以溝通以及無法如期完成此次計畫的內容,但這是我選擇參加的,所以我希望能做到最好。
  • 行前準備
我因為剛加入蘇老師的磁光材料實驗室(Magneto-Optical Materials Lab),所以對於實驗室內部的相關實驗器材還不是太熟悉,並且剛加入實驗室時所被分配到的實驗項目為Diamond晶體結構模擬及在UHV系統中操作MBE製成樣品,所以對於測量的樣品處理並不是太了解,而此次計畫的主要內容即為樣品的處理以及製成,所以這代表我必須在幾個月的時間內學習如何正確地清理及處理樣品,除此之外還必須具備實驗進行的相關知識,再者就是在日本的交通以及會接觸的日方人員的基本認識。在一開始,蘇老師指示我們要準備簡單的自我介紹,以及具備樣品清洗與操作的相關知識;此外,由於此次前往香川大學創造工學部會接觸到電漿處理(Plasma)及濺鍍儀器(Sputter),所以我們必須對其基本原理以及操作有一定上的了解,以免我們在香川大學進行實驗交流時出意外或損毀儀器。從108年的七月開始,我們就跟在107年曾有前往香川大學進行實驗交流的張學長學習,學習如何正確的清潔樣品(藍寶石基板),清洗必須以丙酮、酒精及去離子水之順序依序使用超音波清洗機震洗十分鐘,期間須以氣槍吹乾以進行下一種溶液之震洗,震洗完後將樣品裝入標記之樣品盒以便之後的實驗進行,並且在操作樣品上,盡量以用鑷子夾取藍寶石機板之邊的方式進行,因為我們此次的交流的目的就是要在藍寶石基板的面上進行處理,所以盡量不要造成藍寶石機板表面有刮損。在八月期間,我們和蘇老師以及張學長有進行數次的會議,在會議上我們有進行自我介紹的模擬練習,並且經過蘇老師多次的修正,以幫助我們使香川大學的教授及學生了解我們目前的學經歷及在實驗室中曾進行過哪些相關實驗,使我們在實驗交流上可以更加的順利、流暢。並且蘇老師以及張學長向我們展示他們於107年前往香川大學進行實驗過程的相關照片及向我們講述實驗的相關流程和一些注意事項。
在交通方面,蘇老師有給予我們日本高松市的區域地圖及所需搭乘交通設施的時刻表,並且告訴我們各個所需搭乘及換車的路線流程,使我們可以及早準備以免迷路。在八月底時,會由蘇老師先行前往香川大學創造工學部,與宮川老師及須崎老師會面討論實驗交流之事宜並且先行將尚未處理之樣品(藍寶石基板)交付給他們,以便我們到日本實驗交流時可以盡早進入狀況。
  • 交流成果摘要與活動紀錄
日期行程規劃工作內容
9/1 星期日出國台灣桃園機場至日本高松機場
9/2 星期一實驗流程討論、
實驗開始
討論樣品處理及日程、介紹實驗協助同學;進行樣品前置處理及第一次電漿處理
9/3 星期二進行第一次樣品更換濺鍍T/B X 05 系列、更換T/B X 10 系列
9/4 星期三進行第二次樣品更換濺鍍T/B X 10 系列、更換T/ X 00 系列
9/5 星期四進行第三次樣品更換濺鍍T/X--00系列、更換 /B--05系列
9/6 星期五進行第四次樣品更換及
最後處理測量
濺鍍B X--05系列、第二次電漿處理、測量ref厚度
9/7 星期六準備返國日本高松機場至台灣桃園機

9/1 搭機前往日本:
高松機場與宮川老師見面,並且由他協助接送我們至香川大學幸町會館(住宿地)在前往幸町會館的路上,宮川老師向我們介紹高松市的大致地理方位以及交通方式 ,此外我們有談及進行宮川老師實驗室的實驗器材操作上的問題因為有單次製程有數量上的限制,所以我們必須改變原訂的計畫,原定計畫是在香川大完成 32 片樣品及 將 8 片的 ref 測試片一併帶回台灣,但因為在一次的Sputter濺鍍只能裝載 4片的樣品,並且每次進行製程前須進行抽真空大約須費時一天的時間,所以最多只能完成一半的樣品;此外在路途上我們有談論一下明天的行程,最後討論結果為於九月二日上午 10點由我們自行前往香川大學創造工學部的門口處連絡會面,因為有門禁卡的事要處理 。在抵達幸町會館後,我們交付給與宮川老師之禮品以及我們於這七天的住宿費用,而宮川老師帶領我們進入
幸町會館內完成入住事宜,之後我們便約好於明天香川大學見面後再進行更進一步實驗細節的討論,並與宮川老師道別。之後於房間內,我致電蘇老師,與老師討論有關於實驗上限制的處理辦法,得到指示為以MCAR此一平面順序進行實驗,盡力完成實驗。


9/2 前往香川大學創造工學部:
我們於 9點 45分抵達香川大學創造工學部並且在 10點與宮川老師會面,碰面後宮川老師便幫我們完成門禁卡的申請事宜並且帶領我們參觀宮川老師以及須崎老師的實驗室及辦公室,讓我們熟悉將於這七天可能會使用到的器材及地點,並且分配給我們兩個位子可供使用 ,由於須崎老師近期公務繁忙所以並沒有見到面。
之後我們便在宮川老師的實驗室進行此次實驗的細節討論,在討論後,預計完成16片進行 CF4電漿處理的樣品,其中包含 MCAR四種平面的樣品,之後與協助幫忙的學生見面後即開始實驗。 由佐佐木映德同學與誠也同學協助完成電漿處理(Plasma)方面實驗,由吉井同學與岡奈同學協助濺鍍處理 (Sputter)及振動樣品量測儀 (VSM)測量方面實驗,一開始先於須崎老師實驗室進行樣品初步處理,將MCAR四個平面各四片樣品進行超音波震洗清潔,震洗完畢至於分類好之樣品盒準備下步電漿處理,電漿處理方面由佐佐木映德及誠也同學協助進行,並於完成電漿處理後將樣品送往宮川老師實驗室交由吉井及岡奈同學
進行 Co元素濺鍍處理,內容為將 T/B X 05樣品裝載至載玻片後鎖在 Co源上方進行抽真空。
  
–討論實驗流程的內容        –我進行震洗樣品處理

9/3 第一次樣品更換:
今天再進行實驗前和須崎老師取得聯絡,並且與須崎老師在香川大學的二館一樓處見面,並且與我們同行參與今日的實驗,在宮川老師的實驗室觀看吉井克德同學進行濺鍍處理的操作,實驗流程很快,在破真空後進行T/B X 05樣品的卸載以及 T/B X 10樣品的裝載,此次裝載卸載作業由我進行完成。在完成作業後須崎老師有向我們解釋此濺鍍儀器的原理並且實際操作 SURFCOM 480A演示如何使用此項儀器測量 Co薄膜層的厚度。

–卸載作業進行       –裝載作業進行


–SURFCOM 480A
操作–濺鍍儀器(Sputter)


9/4 第二次樣品更換:
由吉井克德同學協助進行濺鍍處理的操作,完成後進行破真空卸載及裝載作業,卸載T/B X-10樣品,裝載T/ X-00樣品,並於實驗後我們參與須崎老師與學生的會議,在會議上我們向他們做了簡單的自我介紹,內容包含我們的基本介紹及在蘇炯武老師實驗室經歷過的實驗項目。

9/5 第三次樣品更換:
今天再進行濺鍍處理操作的時候出了一些問題,在進行濺鍍 (Sputter)過程時因不明原因,分子渦輪幫浦 (TMP)停機,吉井克德同學緊急通知宮川老師,在經過宮川老師的檢查後猜測停機原因可能有兩個,一是 Ar氣體管線破損,二是電漿源(Plasma Source)損毀,在檢查制氣閥後確認氣體管線沒有漏氣,並且於之後復機成功,但實驗流程已經有延遲到了,在與宮川老師討論之後決定將今日濺鍍處理移至下午進行,卸載 T/ X 00樣品,裝載 /B X 05樣品 ,頂部電漿處理 (Plasma)移至明天進行。

 
宮川勇人老師檢查機台      –我與宮川老師討論實驗流程

9/6 最終實驗流程:
今天有三個實驗要進行,分別為最後一批/B X 05樣品濺鍍處理、進行 Top Plasma處理及測量四組濺鍍處理 (Sputter)之 ref(測試片 )厚度測量。在完成濺鍍處理(Sputter)後,我們將樣品包裝分類,將有 T/分類的 12片樣品帶往須崎老師的實驗室進行電漿處理 (Plasma),此次的樣品處理由我進行,完成後我跟郭智雯將樣品包裝。最後一項實驗為測量 ref(測試片 )上 Co金屬膜層的厚度,此次實驗並非使用須崎老師所使用的儀器 SURFCOM 480A,而是使用 振動樣品量測儀 (VSM)測量, 此項實驗要量測 ref(測試片 )的磁性,及其面積大小,經過公式推導推得其Co金屬膜厚度。最後包裝好所有樣品準備運送回國。

全體實驗夥伴合影


9/7 回國:
16片樣品以及4ref(測試片)帶回台灣。
  • 研習成效自評與成果心得
參訪交流:
此次海外體驗增進了我與外籍人士共同進行實驗的經驗,而要完成此項實驗的進行我想最重要的就是溝通的能力,在實驗上我們必須在實驗開始前進行規劃,而此項實驗的進行並不是香川大學方能獨自決定的,必須由我們與他們進行討論轉達蘇炯武老師所規劃之實驗計畫,最後和香川大學方討論得出進行的實驗流程。而要有效地使對方明白我們所想意思,就是溝通所希望的,此次溝通方面我皆以英文為主,但有時候遇到難以表達的詞彙時,我通常會以手機翻譯嘗試表達,但
結果往往不盡理想,難以傳達我所想表達的完整意思,此外因為在日本進行長達七天的實驗,我每天必須要交通到香川大學、在香川飲食,而對於我一個對日語無法溝通的學生,往往必須要以書寫漢字的方式去表達,如果我可以精進自己的外語能力,我想可以使得此次在日本七天在食、住、行方面都可以更加輕鬆應對。

實驗交流:
在與香川大學的教授以及學生進行實驗時,我深刻的體會到日本人做事嚴謹的態度,他們在各個步驟都會向我們確認這個實驗流程是否正確,並且從他們的實驗室可以看出,他們對於實驗室的維護的看重,在實驗進行流程皆會參照實驗的SOP步驟進行實驗,並且於實驗過程中記錄今天所進行實驗的情況以及數據,以便日後回顧參考,因為有這樣嚴謹的態度,所以可以維持實驗機台的穩定,不會容易損毀。而此次在實驗上的體驗真的使我印象深刻,因為我此次實驗的項目以及製程所需用到的儀器我皆沒有接觸過,在實驗的過程中,協助實驗的學生皆會大致向我們解釋此項儀器的操作流程以及背後的原理,有許多機台真的使我大開眼界,像是振動樣品量測儀(VSM)此一儀器,在我參與此次實驗前,我皆以為只有靠原子力顯微鏡(AFM)或磁力顯微鏡(MFM)才可以測量出其表面薄膜厚度,而振動樣品量測儀(VSM)此一儀器並非像前兩種顯微鏡一樣依靠探針去測量表面與探針的作用力以量測,而是藉由測量此一材料的磁性特性及面積,經過公式推導獲得薄膜厚度,這代表我見識短淺,還許要多方面的攝取知識以充實自己。

成果及心得:
此次七日的海外體驗計畫,我們如預期地完成CF4電漿處理(Plasma)系列的16片樣品,而這都要感謝有香川大學方教授以及學生的幫助,使得我們可以如期完成,在實驗的過程中,我有太多需要學習的點了,比如說他們對於實驗過程中有條理的合作處理,在使用振動樣品量測儀(VSM)時,因為要取得磁性資料以及面積此兩項資料以推得薄膜厚度,所以由岡奈同學進行磁性的測量,由吉井同學ref(測試片)面積的運算,最後由吉井完成公式運算推得薄膜厚度,在旁觀摩他們進行實驗真的學到很多,因為實驗的進行往往不是一個人可以處理的,要如何和合作夥伴有良好的溝通及互動將會導致實驗的成效是否良好,真的十分的感謝有此次的機會與香川大學進行實驗交流。
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