採訪 / 何郁庭 (科學推展中心執行編輯)．撰稿 / 劉品萱（科學推展中心特約編輯）
審訂 / 朱英豪 講座教授 (國立清華大學材料科學工程學系)
國立清華大學材料科學工程學系朱英豪講座教授，連續多年獲選為全球「高被引學者」（Highly Cited Researcher），更於 2024 年二度榮獲國家科學及技術委員會傑出研究獎，其最新獲獎殊榮為第 69 屆教育部學術獎。在半導體製程不斷挑戰極限的時代，朱英豪教授的研究軌跡，是一場關於「透明」與「柔性」的視覺感官革命。他帶領團隊打破材料的厚度與剛性限制，將原本剛硬、不透明的電子元件，編織進雲母晶格，打造可撓曲、完全透明的電子平臺。對他而言，科學研究不僅是解決問題，更是對未來的深刻想像，以及對「悸動」的追尋。
開創研究版圖，讓剛硬的「多鐵材料」學會溫柔彎曲
走進 SMART Group 實驗室，朱英豪教授率先提到一個近乎科幻的概念——透明電子。「我們目前實驗室的研究主軸只有一個，就是希望做出透明的電子，」教授帶著熱忱地表示：「你要想像，就像手上拿一片透明的、類似玻璃的東西，但所有的電子功能都在裡面！」這種技術將徹底翻轉我們與電子裝置的互動方式。若能將電子功能整合進透明玻璃，無論是窗戶、衣服，還是建築物表面，都能在不改變外觀的前提下，擁有感測、運算或通訊功能。為了讓功能整合更加透明、無感，團隊開發的元件厚度甚至比一根頭髮還要細。這種對材料的極致追求，源於他對「材料科學」本質的理解。他認為，從石器、青銅器、鐵器時代開始，直到現在被稱為「矽電子」的這個時代，我們經常以人類慣用的器具材質，來定義那個時代的人類文明，而在充斥各種機器人和穿戴式裝置的未來，材料研究必然往軟性、透明的方向發展。
除了追求透明以外，朱英豪教授的研究版圖中，「多鐵材料（Multiferroics）」佔據了另一個關鍵地位，是他在美國加州大學柏克萊分校（UC Berkeley）從事博士後研究的題材。這類材料能同時展現鐵電性與磁性：在 AI 領域，可用於開發低功率的電子元件、製作能耗極小的記憶體，突破當前 AI 發展的能耗瓶頸；在醫療領域，可用於開發靈敏度更高的磁場偵測器，甚至作為超導元件的替代材料，降低設備成本，更有利於醫療技術普及。朱英豪教授更以深厚的學術研究基礎，開創獨步全球的「雲母電子學（MICAtronics）」，將剛硬的多鐵材料變得透明、可彎曲，打造全透明的柔性 OLED，讓感測器能像薄膜貼紙般，黏在皮膚上穩定運作。
此外，他在結構控制上提出「介晶體（Mesocrystals）」的概念，就是用特定的排列方向堆疊兩群很小的晶體。他將晶體材料比喻為貨架，只要在每一層貨架中間，再放進另一種類型的材料，就可以堆疊形成複合晶體，讓整個貨架同時擁有多種材料，而且每一種材料都能展現對應的物理特性。雖然目前仍在研發階段，畢竟光是排好一種材料就不容易，要同時排好兩種或更多種材料，難度就會更高，但這項技術一旦落地，不光是材料科學，還能廣泛應用在醫藥、能源、半導體等領域。
給年輕學者的備忘錄：培養「創造問題」的膽識與直覺
談及學術研究，朱英豪教授認為，最有價值的部分是開創新領域。他將研究分為兩類：一類是漸進式改良的研究，比如將太陽能發電效率從 20% 提升至 21%，這是站在巨人肩膀上、有跡可循的成就；另一類則是開創式的研究，必須自行摸索，才能走出一條路。想做到開創，需要的不是解決問題的能力，而是創造問題的能力；換句話說，只要問對問題，就有可能找到前所未見的方向，並成為那個方向的開創者。這種勇於提問、探索未知的精神，也是他判斷學生適合做哪種研究的標準。他經常觀察學生面對新事物的反應，「看到不熟悉的事物，他是感到害怕，還是感到興奮？如果他感到害怕，就比較適合做漸進式改良的研究；如果他不害怕，反而覺得興奮，想要勇敢地探索新世界，那就比較適合做開創式的研究。」
在科學訓練上，朱英豪教授期待年輕學者能夠手腦並用，並將其細分為四個階段：第一，是擁有「動手做的能力」，學會操作儀器與實驗；第二，是學會「把實驗做對」，產出穩定且精確的數據；第三，是將實驗數據整理成「事物的道理」，從中做出準確的判斷與分析；第四，也是最重要的階段，就是要擁有自己的想法。教授強調，在撰寫論文和口頭發表的過程中，是否擁有自己的想法，將決定往後學術發展的成敗。他經常告訴學生，研究不該只是工作，它應該是一種悸動——「當你在隨機的實驗現象中，第一次發現實驗數據合乎邏輯時，那才是無可取代的快樂！」
話雖如此，這並不代表學術研究只許成功，不許失敗。實際上，朱英豪教授坦然地認為，失敗是家常便飯。他觀察到，許多學生從小就擅長讀書，但這不代表他們的興趣包括做研究。這類學生對於失敗的耐受度通常較低，特別是在開創式研究中，只要實驗設計有一個微小的環節出現問題，整個星期的進度可能就白費了；而唯有真正的興趣，才能支撐他們屢敗屢戰，也就是「因為我喜歡，所以就算別人覺得我再怎麼差，我還是會往這個方向持續前進！」面對不斷超越極限的半導體材料與 AI 浪潮，他經常提醒學生，要認真檢討失敗原因、提出可行的改善方案，並重新設計更精準的實驗。若將日常的失敗化作養分，如此一點一滴推進研究，假以時日，就能累積豐富的成果，進而獲得真正的成功。
獲獎的下一步，是持之以恆的學術研究與傳承
談及獲頒國家科學及技術委員會傑出研究獎與第 69 屆教育部學術獎，朱英豪教授謙遜地感謝政府單位，在相對沉悶的研究生活中，給予實質鼓勵，但這份肯定並未動搖他的步調。教授淡然地說道：「即使我沒有獲得這些獎項，我該做的研究、該帶的學生，都還是要進行，這件事不會改變，也不會影響我對學術研究的想法與規劃。」這種對研究節奏的堅持，正是他能在學術洪流中持續開創的核心。對朱英豪教授而言，材料科學是一場永無止盡的探索。從透明電子的發想，到多鐵材料與介晶體的跨域應用，他將持續帶領 SMART Group 實驗室的年輕學者，追尋開創新領域所帶來的悸動、找出雲母晶格排列間的邏輯，並從中織出一片輕薄、透明且充滿無限可能的未來。
