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我們獻身半導體元件物理(即積體電路工程領域中的基礎科學)及其工程應用導向之研究，已有三十年，累積深度及廣度。最近五年聚焦在三項議題上，發表了以下五篇代表作。
[代表作一] [代表作二] [代表作三] [代表作四] [代表作五]
議題一: 奈米元件多體電漿子效應 (Many-body Plasmons)
2013 年以降，我們實驗室團隊透過實驗證明出多體電漿子在半導體內電位擾動以及 在半導體奈米元件電漿子共振的直接證據，為世界首次，並發表三篇 EDL 系列論文:
1. M. J. Chen, C. L. Chen, S. H. Hsieh, and L. M. Chang, “Plasmons-enhanced minority-carrier injection as a measure of potential fluctuations in heavily doped silicon,” IEEE Electron Device Letters, vol. 35, no. 7, pp. 708-710, July 2014. [代表作一]
2. M. J. Chen, L. M. Chang, S. Y. Wei, W. L. Chen, T. H. Yeh, C. L. Chen, and Y. C. Liao, “Probing long-range Coulomb interactions in nanoscale MOSFETs,” IEEE Electron Device Letters, vol. 34, no. 12, pp. 1563-1565, December 2013. [代表作二]
3. M. J. Chen, S. H. Hsieh, Y. C. Liao, C. L. Chen, and M. F. Tsai, “Criteria for plasmon-enhanced electron drag in Si metal-oxide-semiconductor devices,” IEEE Electron Device Letters, vol. 36, no. 3, pp. 265-267, March 2015. [代表作三]
研究愈是深入，愈顯出多體電漿子的重要，尤其透過對於三維半導體遷移率的影響， 得以強烈支持電漿子引致電位擾動並確定電荷載子密度波存在的證據，產生一篇JAP論 文: M. J. Chen, S. H. Hsieh, and C. L. Chen, “Plasmon-enhanced phonon and ionized impurity scattering in doped silicon,” Journal of Applied Physics, vol. 118, p. 045703, July 2015. [pdf]
議題二: 三維高應變強化通道遷移率模擬
對於持續微縮的電子元件，除了將會面對額外的量子侷限效應（不論是電場造成的 量子侷限或是空間造成的量子侷限）之外，亦會面對複雜的且三維的機械應力（不論是 有意或是無意的任何方向應力）。這兩個現象皆會對價電子能帶結構造成關鍵的影響， 進而大大地改變電洞的電學特性。換句話說，這將會在理論工作上造成額外的複雜程度 和沉重的計算負擔。但是因為電洞特性的計算，例如電洞遷移率，完全根據價電子能帶 結構來進行計算。所以並不意外，令人滿意的電性計算結果需要精確和高品質的價電子 能帶結構計算來達成。傳統上，此高度挑戰的議題，電腦處理計算時間會非常地漫長。
我們實驗室團隊突破了此傳統障礙，產生了足堪為三維高應變強化通道電動遷移率 精確模擬之代表著作: M. J. Chen, C. C. Lee, and W. L. Chen, “Effect of strained k‧p deformation potentials on hole inversion-layer mobility,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 60, no. 4, pp. 1365-1371, April 2013. [代表作四]
議題三: 隨機電報雜訊
奈米元件缺陷引致隨機電報雜訊，儼然重大議題。我們於奈米尺寸陷阱物理及相關 可靠性物理研究上，已累積許多成果，例如：陷阱是如何產生？機制為何？陷阱能量 位置分佈及尺寸大小如何？陷阱電子穿隧高階物理等等，不僅廣泛發表於知名國際期 刊，更屢被引用。尤其，使用實驗技巧來分析並建立奈米缺陷的能量系統，以探討可 靠性物理與陷阱的關連性。我們深信奈米元件必存在陷阱，也深信元件與陷阱必須共 生共存。我們之前已做出不錯的成果，以一篇 PR-B 論文為例: M. P. Lu and M. J. Chen, “Oxide trap enhanced Coulomb energy in a metal-oxide-semiconductor system,” Physical Review B, vol. 72, p. 235417, December 2005. [pdf]
最近我們探討在非均勻的通道下(Percolation Channel)的隨機電報雜訊並物理上延伸 至偏壓溫度不穩度(BTI)，產生了重量級期刊論文:
M. J. Chen, K. C. Tu, L. Y. Chuang, and H. H. Wang, “Graphically transforming Mueller-Schulz percolation criteria to random telegraph signal magnitudes in scaled FETs,” IEEE Electron Device Letters, vol. 36, no. 3, pp. 217-219, March 2015. [代表作五]