材料科學的領航者／陳力俊

材料科學的領航者／陳力俊

身為材料科學專家，
陳力俊不僅了解各種材料的特性，
更是臺灣電子顯微鏡資料分析的先驅，
他的研究從金屬矽化物、薄膜材料到奈米材料，深獲國際肯定，
也帶動臺灣產業持續創新、世界發光。

你可能聽過半導體、晶片，但這些東西是什麼呢？其實它就藏在手機、電腦和各種人工智慧產品裡，想更仔細知道答案，問問清華大學材料科學系的陳力俊教授就對了。

運用電子顯微鏡找到新世界

　　陳力俊是材料科學的專家，也是臺灣電子顯微鏡資料分析的先驅，他非常了解各種材料的特性，尤其對矽晶體更為了解，矽晶體是半導體晶片的主要元素，他的研究對臺灣半導體發展貢獻極大。

　　原本鑽研物理學的陳力俊，會轉入材料科學做研究，他認為是一種奇妙的機緣，原來他到美國加州大學柏克萊分校攻讀博士學位時，剛好有一位材料系的教授來招收學生，而他與教授相談甚歡，因此決定進入材料領域研究。由於這位指導教授正是電子顯微鏡研究材料科學的頂尖學者，所以在老師的指導下，他運用電子顯微鏡，看到了放大數十萬倍的「矽晶體」圖像，當他親眼看到小得不得了的「原子」清楚的呈現在電子顯微鏡下時，內心激動無比，在那一瞬間，他被一顆顆整齊排列的矽原子構成的矽晶體圖像深深吸引，從此益發堅定投入材料科學的研究。

初抵美國加州大學柏克萊分校讀博士班的陳力俊並不知道自己未來將在材料科學領域發光發熱。

追隨偶像投入物理世界

　　陳力俊與清大材料科學系的關係很奇妙，他住在清華成功湖對面的光明新村，小時候常到清大校園遊玩，中學時每天上學都穿過清大校園，經過現在材料系旁的路，到新竹一中、新竹高中就讀，之後，以新竹高中全校第一名的優異成績，保送臺灣大學物理系。當時他受到獲得物理學諾貝爾獎的楊振寧、李政道教授的影響，所以選擇就讀物理系。雖然他也很喜歡化學，對於歷史也充滿熱情，不過大師們鑽研高能物理進而改變世界的偉大成果，讓他衷心佩服與崇拜，因此，他仍選擇物理，做為自己未來研究的方向，也想藉此追隨物理大師們的腳步。

　　不過，陳力俊並沒有因為研究科學而放棄閱讀文學大師的作品與鑽研各國歷史，這些興趣也成了他在研究與教學之餘，一種放鬆與撫慰心靈的樂趣，這項樂趣讓他在寫作、演講時，隨時都能引經據典、出口成章，用優美的文字感動人心，這位科學家文學底蘊豐厚，媲美文史學者。

奈米尺寸雷射: 上示意圖，下左與下中，SEM與STEM像，下右為高分辨原子影像及掃描元素分佈圖。

陳力俊與電子顯微鏡

廣泛閱讀養成深厚寫作與文史功力

　　陳力俊從小就養成了閱讀的習慣，他小時候沒有電視，更沒有網路，閱讀成了他獲取外面世界資訊的一扇窗，每個月初，他和姊姊會飛奔到附近書店，取回訂閱的學友、東方少年月刊，那是他們四兄弟姊妹的知識養分來源之一；閒暇時則是去逛租書店，兩位姊姊常去借閱書籍，陳力俊雖然當時才國小二年級，卻也會搶著閱讀，西遊記、三國演義都是他們必讀且一讀再讀的書單。

　　在他童年記憶裡最深刻的一件事也和書有關。有一次姊姊到租書店借回《基督山恩仇記》上集，才國小二年級的他也讀得津津有味，讀完後他和姊姊去借下集時，卻被租書店老闆質疑看不懂，這讓他內心頗為不平。因為年紀小的他雖然不全然了解書中法國社會複雜的歷史背景，卻被緊湊的劇情所吸引，一口氣就讀完了。

　　閱讀經驗影響了陳力俊的寫作，小學三年級的一次默讀測驗中，他得到全年級第一名，這給了他很大的鼓勵，讓他更醉心於閱讀與寫作，從此以後，陳力俊作文比賽經常名列前茅，曾得到全省國小作文比賽第五名。他高中時，參加一個題目為「學問的樂趣」的作文比賽，拿下了冠軍，獎品為《飲冰室文集》一書，透過此書他認識了梁啟超先生，讓他進入民初作家與中國古典文學的世界。

中小學校長是學習典範

　　陳力俊說他求學時很幸運，遇到了竹師附小的高梓校長和新竹高中的辛志平校長，這兩位校長的教學理念都強調五育並重，均衡發展，除了學業外，音樂、美術、體育也一樣重要，更鼓勵學生參加課外活動，拓展視野。

　　他記得國小美術老師教他們認識達文西作品「蒙娜麗莎的微笑」，音樂老師教他們看五線譜，也記得數學老師常用電影票當獎品鼓勵他們把數學學好。高校長更強調體育，希望每位小朋友都健康。因此，小學到高中的成長過程中，陳力俊除了學科成績優異外，也培養了文學、歷史、音樂、藝術的興趣，更參與許多體育運動，如游泳與越野賽跑。而會游泳也讓他在一次到寮國旅遊乘坐的遊艇翻船時安然無恙。

　　新竹中學的辛志平校長不受聯考影響，堅持學生們不用補習，校內教學不分組，學生各科都要均衡發展，他很重視非學科，體育、美術、音樂，三科都不及格會被留級。辛志平校長認為理科不念文科，素養會變差，文科不念理科，理解現代知識的能力會缺乏。最讓陳力俊印象深刻的是，辛校長經常在校園裡巡邏撿紙屑，陳力俊也仿效辛校長在清華校園身體力行，以前他把材料系實驗室大樓當責任區，後來更擴大到整個清華校園都是他守護的範圍。

　　陳力俊從這些校長和老師身上，學到了對人要真誠、處事治學要有智慧、保持身體健康、碰到困難要有不屈不撓的毅力。

兒時與兄弟姊妹搶著閱讀好書的點滴回憶，豐富陳力俊的知識、溫暖他的童年，令讓他終生難忘。

陳力俊小學時在重視五育均衡的校園中成長，圖為小學三年級班級照。

大學時代養成獨立學習的態度

　　陳力俊在新竹高中以全校第一名的優異成績，保送臺大物理系，不過，當時的學習資源相對缺乏，學習得靠自己，因此養成陳力俊獨立學習的態度。

　　當時，學校實驗室的器材精準度很差，實驗結果常與正確值誤差很大，所以學生都不喜歡做實驗，幾乎所有人都投入「理論物理」的研究，但是，只動腦不動手的學習方式，卻讓陳力俊到美國求學後，吃盡了苦頭。

　　當陳力俊到美國加州大學柏克萊分校就讀博士學位時，才發現臺灣學校的教學方式，缺少動手做實驗的訓練，因此，他在實驗操作與設計上，完全比不上美國學生，這讓他大感挫折。幸好，在臺大就讀時，已養成了能獨立學習，不怕嘗試錯誤的態度，於是，他開始查資料、重複不斷練習，並請教同學、老師找出問題，修正實驗，即使要花比較多的時間，也要完成實驗。他常為了等儀器做實驗，一直等到晚上，等實驗做完，將儀器收拾乾淨，已經天空發白，到了第二天清晨。

　　求學時有很多辛苦，卻也讓陳力俊初嘗知識探索的喜悅，他認為學校是「培養以後如何學習」的最佳場所，很多知識會不斷更新，養成終身學習的態度才能跟上時代。

從物理學走向材料科學研究

陳力俊到美國讀書時，才發現研究原子彈、加速器的高能物理熱潮已過，理論物理的人才需求不多，學長姐發現找工作不容易，紛紛轉往其他領域，這讓他非常擔心，還好他接受了材料系指導教授的邀請在在材料科學系進行研究，同時接受兩位老師指導，一位是固態物理學專家，另一位則是電子顯微鏡研究材料學的專家，遇上這兩位老師，讓他的專業與人生有了改變。

　　因為材料學是冶金學與固態物理發展出來的科學，因此，擁有超強固態物理學背景的陳力俊，補足冶金學知識後，再利用他所擅長的電子顯微鏡分析，觀察每種材料都得心應手，轉換研究題目也比較出入自如。

　　電子顯微鏡是陳力俊研究時不可缺少的利器，因此陳力俊每接觸一種材料，都想用電子顯微鏡觀察，這項工具總能帶領他以奈米尺寸的眼光，窺看各種材料結構微小的變化，這種獨特的觀測方式，讓他的研究從鋼鐵轉到半導體，再從半導體轉到奈米材料，因為做學問札實的態度、勤奮的精神以及強大的求知欲望，讓陳力俊不論如何轉換研究內容幾乎都能如魚得水，也讓他在半導體金屬薄膜的研究成果豐碩。

　　因為這段美國求學的經驗，陳力俊經常建議學生，選擇志向時不要以是否熱門為考量，掌握眼前的機會，慢慢走就能找出方向，在還沒找到方向前，要努力打好學理基礎，這樣機會來了才能掌握。

陳力俊在美國加州大學洛杉磯分校實驗室從事博士後研究。

回國開啟半導體材料研究風氣

　　美國學成後，陳力俊已經是電子顯微鏡分析與材料科學專家，他心無旁鶩選擇回臺灣教書，因為他在求學的過程中感受到，有好的老師指導和學習環境為學生帶來巨大的影響，而他一心想培育出更多優質人才。也適逢當時清華大學的材料科學系向他招手，於是，陳力俊又機緣巧合地回到清大教書。

　　剛開始陳力俊和其他學者一樣，從鋼鐵與金屬材料開始著手研究，但是另一方面他發現探討電子顯微鏡分析半導體與金屬接觸面反應的研究很少，而這正是他最擅長的領域，剛好當時國家科學委員會正在推動大型積體電路研究計畫，因此，陳力俊率先大膽投入發展中的半導體材料研究。這項決定也帶動清華大學開始轉型半導體材料研究，讓材料科學系成為臺灣半導體研究的重鎮。

　　陳力俊做學問不但「專注」也很「勤奮」，50歲以前，他是7-11，每天從早上7點工作到晚上11點，50歲以後，覺得晚上7點以後工作效率差，所以，改成7-7，從早上7點工作到晚上7點，這樣全心投入工作，認真研究，跟隨他的學生也絲毫不敢懈怠。

陳力俊在清華大學材料科學系任教將美國學到的一身本領帶回臺灣培育人才。

大膽挑戰奈米材料新領域

　　回到清大後，陳力俊引進了電子顯微鏡技術，為學生開啟不同的材料結構觀察方式，他一面教學一面學習，不但為臺灣半導體發展開拓新技術，也培養很多人才，許多學生在他的指導下創意無限，進入半導體公司後，將臺灣的半導體技術推向高峰，傲視全球。

　　不過，隨著奈米科技研究風行，陳力俊也猶豫要不要離開他原有半導體研究的舒適圈，挑戰奈米材料的研究。正當他感到遲疑時，與中央研究院院士何志明的一席話讓他下定決心，何志明說：「轉，是為了學生未來的競爭力，不是為自己。現在奈米材料很熱門，學生需要了解。」

　　「材料科學變化很快，研究要具有未來性，轉變，是為了學生未來的競爭力，不是為自己。」因此，陳力俊決定從研究20年的半導體金屬矽化物材料，轉入奈米材料研究，但沒想到，這項研究反而因半導體元件越做越小，進入奈米材料的研究範圍，兩者巧妙的交會了。由於陳力俊在矽晶圓奈米材料上的研究成績亮眼，為產業挹注了豐沛的能量，而他用心培養出來的人才也成為各大學與研究機構爭相延攬的對象。

　　在清華大學服務40多年，陳力俊在金屬矽化物、薄膜材料到奈米材料的研究都得到國際肯定，2006年當選中央研究院院士，他是極少數臺灣本土培養出來的頂尖學者，成就非凡且享譽國際。

陳力俊（右四）當選為中研院院士，研究成果深獲肯定。

積體電路剖面金屬與金屬矽化物掃描電子顯微鏡像

校長的高度與思考

　　成為清華大學校長後，他開始思考清華大學未來的發展方向，清華大學創校校長梅貽琦是他最敬佩的校長之一，雖然沒見過梅校長，但是高二時梅校長去世，他與同學曾到校長靈前致祭。不過，當選清大校長後，在住在梅校長住過的宿舍，每天散步經過梅校長墓園，總會想起梅校長在短短幾年內，就讓清華大學成長國內一流的大學，因此下定決心努力實踐梅校長創校的期許，他記得梅校長曾說過：「大學非有大樓也，有大師之謂。」因此，他積極延攬國際知名的學者到清華大學任教，更推動駐校作家、藝術家，助長校園人文風氣。

　　他也將學生成績的評量方式，從以前的「計分」改為「A、B、C等級式」，因為他認為清華大學的學生都很優秀，成績只要達到一定水平的學習效果就可以，不需要在分數上斤斤計較，為了多拼一兩分很多時間，應該將時間花在更有意義的學習上。他說：「在校第一名的學生，出社會後不見得成就最好，所以，不必爭第一名。」未來的成就不只比專業，更要比態度，懂得尊重別人，願意與人合作的態度非常重要。

　　擔任校長是陳力俊的教育志業，他要把過去從許多校長身上學到的優點，回饋到學生身上，讓學生在校不只課業學得好，更要有多元的發展，培養良好的品格態度！

接任清華大學校長後，陳力俊（右一）延聘國際大師，力推人文校園。

清華大學在陳力俊（左）的帶領之下，校務發展蒸蒸日上，獲得「國家品質獎－機關團體獎」殊榮。

用材料科學改變未來

　　陳力俊認為科技發展要突破得靠材料，材料科學有進展，才可促進產業進步，而且未來的材料發展空間仍然很大。材料科學的發展在人類歷史上影響非常大，煉鐵技術的改變，不但造就人類史上的工業革命；玻璃製造與磨製技術的突破，也開啟了天文學、物理學的新頁。我們身邊的每件物品，木頭、沙發、輕鋼架，都包含著各式各樣的金屬、半導體、玻璃、塑膠、陶瓷材料，這些材料都有學問，從原始材料的探討，煉製、裁切、研磨技術的突破，都藏著許多專業的科學與技術，有很多可以再精進的地方，而每項專業的突破，都將對新科技帶來很大的影響。

　　陳力俊不但是電子顯微鏡觀察的翹楚，更是半導體材料的專家，在半導體材料領域的研究突破，也引領臺灣電子科技的進步，現在臺灣的半導體產業，已在全球具舉足輕重的地位，相信在陳力俊與其他科學家的努力下，未來還會繼續保持領先的地位。

　　喜歡求新求變的陳力俊，如今已卸下清華大學校長的職務，重新回歸專業領域、繼續投入他所熱愛的研究，不僅如此，他還透過大量的閱讀和寫作讓自己持續吸收新知、思考創作。已經出版六本非專業著作的陳力俊，為了讓更多人可以了解他的教育理念與想法，至今仍每天孜孜不倦地筆耕，為下一本著作而努力。他奮鬥不懈終身學習的精神與態度，值得你我學習。

陳力俊小檔案
現職：台灣聯合大學系統校長
國立清華大學特聘研究講座教授
學歷：國立臺灣大學物理學學士
美國柏克萊加州大學物理學博士
經歷：國立清華大學校長
行政院國家科學委員會副主任委員
國家同步輻射研究中心董事長
臺灣聯合大學系統副校長
國立清華大學材料科學工程學系教授、系主任兼所長、工學院院長
斐陶斐榮譽學會理事長
中華民國顯微鏡學會理事長
中國材料科學學會理事長
材料科技聯合會創會會長
中央研究院第26屆院士
世界科學院院士

選擇未來志向不要擠熱門，應掌握眼前的機會，
慢慢走就能找出方向，在還沒找好方向前，要努力打好學理基礎，避免機會來了卻沒有準備好。