Bismuth Ferrite Materials

Our recent researches have focused on nano-to-micro structure, electronic structure, atomic vibration, local domain polarization, electromechanical strain, and photovoltaic properties in the lead-free perovskite rare-earth doped BiFeO₃ multiferroic materials. We have employed state-of-the-art experiments to characterize properties of materials, such as TEM, synchrotron X-ray absorption, Raman spectroscopy, and piezoresponse force microscopy.

本實驗室致力於微觀至巨觀鐵功能材料研究及應用，例如鈣鈦礦多鐵性材料BiFeO₃的光伏效應特性及應用，固態氧化物功能材料製作簡單、低成本、 無毒元素及高穩定性可用於高科技產品，如壓電元件、光感測元件、光觸媒、太陽能轉換等。光能轉換電能相關應用是近年重要研究熱門議題，我們目前主要以粉末冶金方式製作功能陶瓷，並使用多項高精密實驗分析材料之結構、磁性、電性與光伏轉換效率等重要性質，如synchrotron soft X-ray absorption、high-resolution TEM、micro-Raman spectroscopy等高解析分析，探討電場對晶粒microstructure、orbital hybridizations 及vibrational modes等微觀物理性質影響，以提供材料在光電能量轉換及光觸媒重要學術及應用參數。學理創新，我們發展p-n-junction model及Schottky-barrier 模型解釋電場極化增強光伏效應及能量轉換效率的物理機制。

Bioactive Glass Ceramics

Bioactive glasses have demonstrated great potential in repair and regeneration of bone. Our studies focus on mechanical and biological properties in glass-ceramics, including mechanical strength, biocompatibility, and osteoconductive differentiation.

本實驗室研究跨領域結合生物醫學與材料科學，製造生物活性玻璃陶瓷，被稱為第三代生醫材料，此材料進入人體內，表面產生一層氫氧基磷灰石，比目前商用的骨支架植入物，例如氫氧基磷灰石(HA)，有更高機械強度、更促進骨細胞分化及生物相容性。目前以高溫熔融水淬方式製作生物活性玻璃，並使用多項儀器探討材料微觀結構、原子鍵結強度、相演化、模擬體液降解率、骨細胞分化等重要性質，如synchrotron soft X-ray absorption、high-resolution TEM、fluorescence等高解析分析。提供材料在成骨，血管生成或抗菌特性創新及突破。我們發展玻璃溶解動力學模型解釋細胞貼附、刺激細胞分化生長、骨傳導性及成骨特性機制。