114年10-12月
IEEE Transactions on Vehicular Technology (Dec. 2025.)
An efficient soft-output fixed-complexity sphere decoder for large QAM constellations
電信工程研究所 陳彥銘 (■第一作者 ) / JIF:7.1 / Rank:89% (41/368, ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC)
本文提出一種高效率軟式輸出固定複雜度球形解碼器(soft-output fixed-complexity sphere decoder, FSD),適用於大規模正交振幅調變(QAM)訊號之多輸入多輸出(MIMO)系統。其中對數似然比(LLR)的精煉機制,修正了位元翻轉演算法所造成的過度估計問題,從而顯著提升錯誤效能,達到近似最佳列表式球形解碼器的效能表現,並大幅降低了運算複雜度與處理延遲。據我們所知,這是首度基於 FSD 演算法的 8 × 8 1024-QAM MIMO 偵測器硬體實現,在正規化硬體效率(NHE)方面提供了相對優異的表現。
IEEE Transactions on Communications (Dec. 2025)
Belief propagation-based polar decoders with schedule diversity
電信工程研究所 陳彥銘 (■ 通訊作者) / JIF:8.3 / Rank:92.8% (27/368, ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC)
基於將極化碼(polar codes)詮釋為類低密度奇偶檢查(LDPC-like)碼之修剪(pruning)技術,本文透過分析隱藏變數節點(hidden variable nodes, VNHs)之影響,設計了同時兼顧快速收斂速度與優異錯誤效能的置信度傳遞(belief propagation, BP)排程演算法。接著將循環冗餘檢查(cyclic redundancy check, CRC)位元整合至 LDPC-like 因子圖中,並引入隨機更新序列,在實現排程多樣性以達到更優異的錯誤效能的同時,有效降低運算複雜度。本研究為第一篇BP排程演算法於 LDPC-like 因子圖之研究成果,並為極化碼解碼器的設計與實務效能提供重要啟示與參考。
IEEE Transactions on Mobile Computing (2025.12)
Mixed-Timescale Service Caching, Computing, and Communication Optimization for Low-Latency High-Reliability Edge-Cloud Networks
電信工程研究所 李明峻 (■ 通訊作者) / JIF:9.2 / Rank:96.7 (9/258。COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS) 92.9 (9/120。TELECOMMUNICATIONS)
本研究提出一個適用於邊緣雲端網路的混合時間尺度 3C(快取、運算與通訊)低延遲高可靠性聯合資源分配框架,並首創可於階層式網路中不同時間尺度下協同最佳化 3C 資源的最佳化完整數學方法,且以 Lyapunov 最佳化提供低延遲與高可靠性的理論保證。本文研究亦新創端到端延遲指標並結合極值理論,有效改善高延遲任務的尾端效能與可靠性。理論與模擬結果顯示,所提方法在確保系統穩定性的同時,可顯著降低延遲與能源消耗,效能明顯優於現有方法。
IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES (2025.11)
Conformal Atomic Layer Deposition of Gate Dielectrics on Monolayer MoS 2 for Gate-All-Around Transistors
半導體工程學系 李宗恩 (■ 通訊作者) / JIF:3.2 / Rank:Top 62%
為解決無懸掛鍵之單層 MoS2 表面難以直接成核介電層的問題,本研究提出一套優化的原子層沉積(ALD)製程,在環繞閘極(GAA)結構中成功於單層 MoS2 奈米片上形成均勻的 AlOx 與 HfOx 介電層。透過在 ALD 製程中引入三甲基鋁(TMA)前驅物浸潤步驟,可在 MoS2 表面形成緻密且均勻的 AlOx 介面層。將 AlOx 介面層沉積於 90 °C、HfOx 高介電層沉積於 200 °C,有效降低缺陷生成並維持通道完整性;經 400 °C 後退火處理後,元件展現高達 10^8 的開關比與改善的次臨界擺幅。效能提升主要歸因於 AlOx 中 Al–OH 鍵的減少,進而降低介面陷阱密度並提升載子遷移率。本研究證實高品質 ALD 閘極介電層可成功整合於單層 MoS2,為可擴展之高效能奈米片電晶體與先進元件架構奠定基礎。
ACS Photonics (2025.12)
Midinfrared p‑i‑n GeSn Waveguide Photodetectors for 3‑μm Band Silicon Photonics
半導體工程學系 張國恩 (■ 通訊作者) / JIF:6.7 / Rank:18/125 Q1
3 μm 波段(λ = 2.7–3.3 μm)近年來逐漸受到關注。中紅外(MIR)矽光子技術被視為高效率且可高度整合光子系統的有力方案,特別是在 3 μm 波段。然而,開發可相容於標準互補式金屬氧化物半導體(CMOS)製程的高效率 MIR 光偵測器(PD)仍具相當挑戰性。 本研究提出一種高效能的垂直 p-i-n 結構 GeSn/SiGeSn 脊形波導光偵測器,其截止波長可達 λ = 3.2 μm。該 WGPD採用 13% Sn含量的GeSn 主動層,有較窄的直接能隙,使其能在 MIR 波段中有效吸收光子,操作波長可延伸至 λ = 3.2 μm,其涵蓋範圍優於市售延伸InGaAs 光偵測器。 藉由增加 GeSn 主動層厚度,可有效提升光侷限效應,進而增強光與物質之交互作用,並顯著提升元件的響應度。此外,該 GeSn WGPD 在室溫下於 λ = 3 μm 時展現出優異的比探測率,達 3.07 × 10⁷ cm·Hz¹ᐟ²·W⁻¹,相較於傳統 GeSn WGPD 提升了 2–3 個數量級。同時,其亦具備高效能指標達13,838 nm,充分反映了其在探測率與操作光譜頻寬上的表現。 整體而言,研究結果顯示 GeSn/SiGeSn 波導型光偵測器在高探測率與寬頻偵測應用方面具備極高競爭力。
Advanced Photonics Research (In press)
Si-Based GeSn Lateral p–i–n Waveguide Photodetectors Covering Entire Short-Wave Infrared Band
半導體工程學系 張國恩 (■ 通訊作者) / JIF:3.9 / Rank:139/461 Q2
GeSn 因其窄且可調的能隙特性,成為矽光子技術中極具潛力的材料。本研究展示了橫向同質p-i-n接面GeSn波導式光偵測器(WGPD)。藉由摻入10.82%含量的Sn,可有效降低材料能隙,使光偵測波長範圍延伸至2745 nm,完全涵蓋短波紅外(SWIR)區域。此橫向同質p-i-n接面二極體兼具良好的光侷限性與較長的光子吸收路徑,進而顯著提升元件的光響應度。由於直接(Γc)與間接(Lc)能隙之間的能量差距小,電子由 Γc 激發至 Lc,使電子生命週期延長。因此,隨著偏壓的增加,載子收集效率也會提高。這種動量空間分離機制使得裝置能夠在2.5 kV cm⁻¹的低電場下運作。 綜合來說,本研究結果顯示此GeSn波導式光偵測器在全波段短波紅外光偵測應用上具備高度潛力。
Advanced Optical Materials (2025.11)
Directionally asymmetric holographic imaging for arbitrary polarization states using Janus metasurfaces
光電工程學系 黃耀緯 (■ 通訊作者) / JIF:8 / Rank:8.4%, 10/119, JIF PERCENTILE 92.0%, OPTICS
首個展示能在任意偏振態下生成方向不對稱性全像影像的雅努斯超穎介面。單層二氧化鈦奈米結構進一步實現在可見光範圍工作。透過結合德曼光柵原理與精確的相位控制,此設計能產生高保真度的全像影像。此單層設計中的多功能性超越了基於空間多工或垂直堆疊的先前方法,推動微型化且多功能光學技術的發展。
Journal of Lightwave Technology (2025.12)
Twisted light beam from a gradient-based inverse-designed metasurface
光電工程學系 黃耀緯 (■ 通訊作者) / JIF:4.1 / Rank:21.8%, 26/119, JIF PERCENTILE 78.6%, OPTICS
本研究透過逆向設計超穎透鏡,首度實現三重螺旋聚焦光場,其焦點在不同焦距平面上精準旋轉,並穩定維持旋轉半徑。該設計無需預設軌道角動量或仰賴複雜前向設計流程,成功繞過傳統軌道角動量光束難以觀察扭轉行為的瓶頸,為三維光場控制、光鑷、繞射微影與深度感測開啟嶄新應用契機。
Optics & Laser Technology (2025.10)
Optical wireless networks with non-orthogonal multiple access (NOMA): concept, potential issues and enhanced capacity demonstration
光電工程學系 鄒志偉 (■ 通訊作者) / JIF:5 / Rank:25/125 Q1 OPTICS
光無線通訊(Optical Wireless Communication, OWC)因可紓解高度擁擠的無線射頻頻譜壓力,近年來已成為現有射頻通訊的一種互補甚至替代技術。本文將功率非正交多重存取(PD-NOMA)的概念引入光無線通訊中,並進一步探討其潛在問題與可能的解決方案。我們提出一種可重構光無線通訊系統,支援可擴展的使用者數量。在不同光功率差異下,我們與正交分頻多重存取(OFDMA)進行比較。這是首次以可達容量區域來評估 PD-NOMA OWC 系統,證明PD-OFDM-NOMA 架構其容量表現優於OFDMA 架構。
Chemical Engineering Journal (2025.12)
CuO/PVA-Based Ultra-Low-Volume Oral H2S Detection System to Reveal Tongue Coating Effects
光電工程學系, 牙醫學系 冉曉雯 , 王鼎涵 (■ 通訊作者) / JIF:13.2 / Rank:0.03614 (3/83)
本研究首創一套專為口腔揮發氣體設計的微量硫化氫(H₂S)感測平台,能於室溫下以僅 5 mL 取樣量,高選擇性量測 5–400 ppb 的 H₂S。透過雙層 CuO/PVA 半導體感測器結合獨特雙管取樣與濕度精準控制系統,有效解決口腔氣體高濕干擾與低濃度偵測的關鍵挑戰。且從臨床實驗證實口腔H₂S與舌苔(細菌)高關聯性,舌苔清潔後 H₂S 顯著下降(p < 0.01)。此研究成功整合高選擇性感測元件、微量氣體ppb等級偵測與臨床驗證,為非侵入式口腔健康評估提供具高度應用潛力的新方向。
Communications Engineering (Nature Profolio) (2025.12)
Thermal Stability Enhancement of Low Temperature Cu-Cu Bonding Using Metal Passivation Technology for Advanced Electronic Packaging
電子研究所 陳冠能 (■ 通訊作者) / JIF:5.625 / Rank:
本論文研究了利用3奈米銀(Ag)鈍化層提升低溫銅-銅(Cu-Cu)接合熱穩定性的關鍵技術。研究發現,銀鈍化層能將接合溫度有效降低至180°C,並在HAST與Burn-In測試中展現優異的電性與機械強度穩定性。 透過In-situ TEM與4D-STEM觀測,研究者發現銀原子會沿銅晶界擴散並產生偏析,這能抑制銅晶粒異常成長並減少在高溫下產生介面空洞。相較於傳統無鈍化層的結構,此技術顯著提升了接合界面完整性,為下一代先進封裝的晶片堆疊提供了高可靠度的低熱預算解決方案。
IEEE Transactions on Image Processing (2025.12)
Fast Blind Image Deblurring Based on Cross Partial Derivative
電子研究所 王聖智 (■共同作者 (作者順序 2 )) / JIF:13.7 / Rank:0.978
現有的盲影像還原技術往往需要費時數十、數百、甚至上千秒來還原一張模糊影像。在本論文中,我們提出了一套全新技術,可以以數秒鐘的時間進行影像還原,且能維持與現有最佳技術品質相當的還原效果。若是與基於深度學習技術的方法相比,本技術在還原品質與速度上都不遜色、可適用的模糊核種類更廣泛、無需額外蒐集訓練資料、且只需要CPU運算資源。 預計本技術將會大幅改變現有盲影像還原技術的走向,使盲影像還原技術更趨向實用化。
IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing (2025.12)
Variational Dehallucination via Retrieval-Augmented Prompt Learning
電機工程學系 簡仁宗 (■共同作者 (作者順序 3 )) / JIF:5.1 / Rank:2/51 (Acoustics and Ultrasonics)
去幻覺(Dehallucination)為建立具信賴性生成式大型語言模型之關鍵性技術,本篇論文為全球第一篇透過變異性推論學習及檢索擴充提示發展出最佳化過程以訓練及微調大型語言模型並獲得穩定且可靠之自然語言輸出。在生成式人工智慧興盛時代,透過軟性計算及最佳化系統設計,使檢索擴充生成(RAG)技術達到全世界最優效能。本研究的另一亮點在於論文發表是透過陽明交大與美國知名大學國際合作產出之具體成果。
IEEE Xplore/2025 European Solid-State Circuits Conference (ESSERC) (2025.11 / 2025.09)
An Active Quasi-Circulator IC with Source-Follower DAC for 1-255 MHz Spectroscopic Impedance Plethysmography
電機工程學系 陳佳宏 (■共同作者 (作者順序 2 )) / JIF: / Rank:
本論文發表在 2025 European Solid-State Circuits Conference (ESSERC), 已列為全校性的的重要會議清單。 本研究針對非侵入性的血糖量測, 提出一種可運作至 255 MHz 的頻譜式阻抗脈搏量測 IC,首次在高頻範圍內同時實現阻抗頻譜分析與脈搏訊號擷取。透過高頻阻抗共振與血糖濃度之高度相關性,該技術展現出非侵入式動脈血糖監測的潛力。所提出之 IC 採用主動式準循環器架構,顯著優於既有低頻脈搏阻抗量測系統,取代傳統高頻阻抗量測中笨重的隔離結構。
IEEE Internet of Things Journal (2025.10)
Multiagent Deep Reinforcement Learning for AAV-RIS-Assisted Integrated Sensing and Communication
電機工程學系 王蒞君 (■ 通訊作者) / JIF:8.9 / Rank:11/258
本論文提出一個結合自主空中載具(AAV)與可重構智慧反射面(RIS)的 6G 整合式感測與通訊(ISAC)架構,並以多智能體深度強化學習(MADRL)解決感測與通訊效能間的非凸權衡問題。透過三個協同代理分別最佳化 AAV 軌跡、RIS 相位與波束成形,在動態通道與遮蔽環境下實現即時自適應決策。模擬結果,相較基準法可提升感測 SNR 22% 與通訊速率 20%,並在感測與通訊等權重下同時逼近理論最佳感測效能且滿足最低通訊需求,驗證其於即時 ISAC 應用之可行性與優勢。
71st Annual IEEE International Electron Devices Meeting (2025.12)
Direct Atomic Layer Processing TiO2 RRAM Gas Sensor for Real-time All-RRAM Intelligent Gas Perception
電子研究所 侯拓宏 (■ 通訊作者) / JIF:N/A / Rank:N/A
本研究提出全球首個全RRAM架構的即時智慧氣體感測系統(RIGP),結合原子層直接列印技術(DALP)與垂直式TiO₂ RRAM感測器,實現高密度可變厚度感測陣列,無需ADC即可於感測端內部進行特徵萃取。結合以RRAM實作之記憶體內運算(IMC)與加密類神經運算架構,本系統展現高準確度(NRMSE < 0.08)、高能效與內建安全性,實現低成本、即時的氣體濃度偵測,具高度潛力應用於邊緣AI與安全監測。
Nature Communications (2025.12)
A hardware demonstration of a universal programmable RRAM-based probabilistic computer for molecular docking
電子研究所 侯拓宏 (■ 通訊作者) / JIF:15.7 / Rank:10/136
本研究提出一套基於電阻式記憶體內運算架構的機率運算平台。該平台不僅能於硬體中直接實現機率位元的隨機更新機制,亦結合高斯亂數產生器以產生具sigmoid特性的機率響應,並透過演算法—硬體協同優化提升搜尋效率與求解穩定性。進一步地,本研究於實驗上成功完成42節點分子對接(molecular docking)搜尋問題,展現機率運算在分子對接與藥物研發加速上的應用潛力,並為未來發展高效率、低能耗之生物資訊硬體平台奠定基礎。
International Conference on Computer-Aided Design (2025.10)
WROXIM: A Network-Level Simulation Platform for Wavelength-Routed Optical Networks-on-Chip
電子研究所 林英超 (■共同作者 (作者順序 )) / JIF: / Rank:
本文提出 WROXIM,一套首創的波長繞送光學晶片上網路(WRONoC)之網路層級、週期精確模擬平台。WROXIM 以開源 NoC 模擬器 Noxim 為基礎,延伸支援 WRONoC 架構,能在同一平台中同時模擬傳統電性 NoC 與光學 NoC,填補現有工具鏈在網路層級評估上的關鍵缺口。該平台整合處理元件、緩衝器、序列化/反序列化器、波導與微環諧振器,完整刻畫從來源至目的地的端到端通訊行為,並支援任務導向工作負載。WROXIM 可精確量測延遲、吞吐量與能耗,並能呈現因緩衝競爭與佇列效應所導致的實際通訊延遲。
Ultrasonics (2025.12)
Confidence-Enhanced Flow Trajectory Imaging Using Speckle Tracking with Multi-Angle Plane Waves
電子研究所 鄭耿璽 (■ 通訊作者) / JIF:4.1 / Rank:5/41 (Q1)
本研究開發「可信度增強型超音波血流動力流場軌跡成像」技術,解決傳統超音波在捕捉複雜血流時的精度難題。研究團隊結合多角度平面波成像與斑點追蹤技術,並首創信心度增強之動態融合多視角向量資訊,大幅提升橫向流速與複雜渦流的追蹤準確性。本成果展現強大的跨校科研實力,由陽明交大與長庚團隊攜手合作,成功完成人體臨床驗證,能精確繪製病理性血管的血流動力學特徵,為心血管疾病診斷提供更精準的影像工具。
IEEE Sensors Journal (2025.10)
Design of a Low-Cost, High-Resolution Underwater Acoustic Imager with Integrated Deep Learning Enhancement
電子研究所 鄭耿璽 (■ 通訊作者) / JIF:4.5 / Rank:Q1
本研究開發一套兼具低成本與高解析度的創新水下聲學成像系統,突破傳統水下探測設備硬體昂貴且複雜的限制。研發團隊整合「振幅控制陣列(ASAI)」與「U-Net 深度學習架構」,成功解決簡化硬體帶來的解析度瓶頸。本成果展現強大的產業應用潛力,透過與產業界合作,將研發系統與市售商業級側掃聲納進行實測對標,證實其在極低硬體成本下,仍能提供媲美甚至超越商用標準的高品質影像,為低成本海洋探勘、水下自動化巡檢及環境監測提供具高度競爭力的實務解決方案。
IEEE Internet of Things Journal (2025.10)
A New PVT-Resistant Mixed-Signal Circuit Capable of Detecting Clock Glitches on IoT Devices Which Shorten the Clock Period by 0.9 ns Only
電控工程研究所 Paul C.-P. Chao (■ 通訊作者) / JIF:8.9 / Rank:6.25
This study proposes a novel mixed-signal circuit chip specifically designed for resource-constrained IoT cryptographic chips to effectively defend against fault injection attacks. The core innovation lies in an automatically adjustable delay chain that adapts to process, voltage, and temperature (PVT) variations, dynamically approaching the available clock period to ensure reliable detection of clock glitches. An on-chip digital control unit enables real-time calibration, maintaining high detection reliability without incurring significant overhead in cost or power consumption. The chip is fabricated using a 180-nm process and validated with an integrated AES encryption engine. Experimental results demonstrate a 100% clock-glitch detection success rate at an operating frequency of 33.3 MHz, with a minimum detectable clock shortening of only 0.9 ns, outperforming previously reported approaches.
Measurement (2026.01)
Development of a cost-effective measurement system for evaluating path accuracy in serial-link robot manipulators
電控工程研究所 曾柏儒 (■ 第一作者) / JIF:5.6 / Rank:9/79 (Instruments & Instrumentation)
本研究開發出一套具備成本效益且操作直觀的串聯式機器手臂路徑精度量測系統,旨在提供相比昂貴之雷射追蹤儀更易部署的直接式量測的替代方案 。因應機械手臂開始廣泛應用於高靈活性的製造任務,其中相較於傳統關注的靜態定位重現精度,動態路徑精度已成為比靜態定位更關鍵的性能指標。為克服產業上高精度量測儀器的昂貴成本與校準繁瑣的限制,本研究開發了一套整合數據擷取系統的測量裝置原型,其空間解析度達 0.01 mm,且具備 1.0 ms 的即時採樣 。該系統經 HIWIN RT605-710 六軸機械手臂在多種軌跡條件下完成了實驗驗證 。本研究強調關注多軸同步的性能效應,探討了伺服增益對軌跡精度的影響 。所提出的評估框架遵循 ISO 9283 標準,並在實際環境中為機械手臂路徑精度優化提供關鍵的實證數據。