葉玉牽

葉玉牽（Yoke Khin Yap，1968年）是一位美國物理學家、材料科學家和學者。他以納米和量子材料研究而聞名，目前擔任密西根理工大學（MTU）物理學教授

葉發表過多篇研究論文，並著有《BCN 納米管與相關納米結構》一書。他於2005年獲得美國國家科學基金會 (NSF) 職業獎，2011年榮獲 MTU Bhakta Rath 獎，2018年獲得MTU研究獎，並於2020年晉升為教授。此外，他還是2015年大阪大學全球校友研究員計劃首批獲獎者之一。

## 教育

葉先生於1992年獲得馬來亞大學物理學學士學位，並於1994年獲得碩士學位。1995年，他獲得了日本政府文部省獎學金，1999年又獲得了大阪大學電氣工程博士學位。

## 職業

獲得博士學位後，葉先生於1999年至2002年在大阪大學繼續進行博士後培訓，並擔任研究員。2002年，他加入密西根理工大學，擔任助理教授；2006年晉升為副教授，2011年成為教授，自2020年起擔任大學教授

葉先生被任命為美國國家科學基金會 (NSF) 舉辦的2006年中美納米技術研討會美國代表之一。2005至2007年，他擔任美國能源部橡樹嶺國家實驗室納米相材料科學中心使用者執行委員會（UEC）創始成員，成立了使用者協會，並於2008年當選為該使用者組的首任主席。

葉先生於2014年至2016年擔任密西根理工大學研究副校長辦公室的教職研究員，並於2023年擔任物理學系副系主任。

## 研究

葉先生率先研究了基於硼酸銫鋰（CsLiB₆O₁₀）非線性光學晶體的全固態紫外雷射器，並首次利用該雷射器開展了硼碳氮化物（BCN）材料和高純度氮化硼納米管（BNNT）的研究。他還開發了用於 BCN 相關納米結構的新型化學氣相沉積（CVD）方法。後來，他的研究重點轉向了高純度 BNNT 在電子學和生物醫學領域中的獨特應用。

### 功能化高純度氮化硼納米管（BNNTs）用於未來電子學和生物醫學領域

葉先生和他的合作者研究了電絕緣和光學透明的氮化硼納米管（BNNT）的獨特性能，其帶隙約為 6 eV。利用高純度 BNNT 的電絕緣特性，他和同事們開發了一種防止 BNNT 上染料分子猝滅的方法，使每個 BNNT 都能作為螢光團，亮度提高多達 1000 倍，從而將現有的染料分子轉化為適用於抗原檢測的高亮度螢光團（HBF），並充分利用 BNNT 在紫外線到近紅外波長範圍內的透明性。

在聯合研究中，葉先生通過在電絕緣的氮化硼納米管（BNNT）內部填充碲（Te）原子陣列，創造了高性能場效應電晶體（FET）。這與單壁碳納米管（SW-CNT）和石墨烯納米帶（GNR）所呈現的不穩定半導體特性，以及其結構變化和環境條件的影響形成了鮮明對比。他還展示了通過自下而上的方法，利用塗覆在 BNNT 表面的金量子點創建新型納米級半導體，這些金量子點能夠吸收可見光並提供可調帶隙。此外，他還介紹了一種無需半導體的電晶體製造方法，利用塗覆在 BNNT 上的金量子點（QD-BNNT）之間的量子隧穿效應作為單電子電晶體（SET）的開關機制，從而提高了電流開關能力，尤其是在較短的傳輸長度下，繞過了傳統基於半導體的電晶體所面臨的固有限制。

### 高純度 BNNT

葉先生對高純度氮化硼納米管（BNNT）的研究主要集中在探索適用於各種應用的不同合成方法。他率先利用脈衝雷射沉積 (PLD) 和化學氣相沉積（CVD）方法合成高純度 BNNT。在密西根理工大學（MTU）的研究小組中，他利用全固態紫外雷射證明了 BNNT 在 600°C 下的生長，並發明了一種低溫 CVD 方法，使 BNNT 能夠在 1100-1200°C 下生長，類似於在研究實驗室中使用常規熔爐合成碳納米管的方法。

### BCN材料

葉先生通過創新技術研究了硼碳氮（B-C-N）材料。他利用全固態紫外雷射器，創造了一個射頻（RF）等離子體輔助脈衝雷射沉積（PLD）系統。他在碳氮化物（CNₓ）、立方相氮化硼（BN）和硼碳氮化物（BₓCᵧNᶻ）材料的研究中取得了一系列原創性發現，包括將 CNₓ 鍵從 sp² 雜化轉變為 sp³ 雜化，以及合成 BₓCᵧNᶻ 納米結構。

### 基於 CsLiB₆O₁₀ 晶體的高功率全固態紫外雷射器用於脈衝雷射沉積（PLD）

葉先生研究了紫外（UV）雷射器，這種雷射器對於光刻、材料處理和脈衝雷射沉積（PLD）至關重要。他指出，商用準分子雷射器體積龐大，並且使用腐蝕性氣體和高電壓。他率先利用其研究顧問（佐佐木隆智和森佑介）發明的硼酸銫鋰（CsLiB₆O₁₀）晶體研究 Nd：YAG 雷射器的第四次和第五次諧波產生（4ω 和 10ω），並研製出緊湊型全固態紫外雷射器，脈衝能量高達 500 mJ（266 nm, 4ω）和 230 mJ（213 nm, 5ω）。

## 創業

葉先生創立了生物科技公司 StabiLux Biosciences。

## 獎項和榮譽

- 2005 年 – 美國國家科學基金會職業獎
- 2011 年 – 密西根理工大學 Bhakta Rath 研究獎
- 2015 年 – 大阪大學全球校友研究員
- 2018 – 密西根理工大學研究獎
- 2020 年 – 密西根理工大學教授

## 參考書目

### 書

- B-C-N Nanotubes and Related Nanostructures (2009) ISBN 978-1441900852

### 精選文章

- Sasaki, T., Mori, Y., Yoshimura, M., Yap, Y. K., & Kamimura, T. (2000). Recent development of nonlinear optical borate crystals: key materials for generation of visible and UV light. Materials Science and Engineering: R: Reports, 30(1–2), 1-54.
- Wang, J., Lee, C. H., & Yap, Y. K. (2010). Recent advancements in boron nitride nanotubes. Nanoscale, 2(10), 2028–2034.
- Lee, C. H., Johnson, N., Drelich, J., & Yap, Y. K. (2011). The performance of superhydrophobic and superoleophilic carbon nanotube meshes in water–oil filtration. Carbon, 49(2), 669–676.
- Lee, C. H., et al. (2013). Room-temperature tunneling behavior of boron nitride nanotubes functionalized with gold quantum dots. Advanced Materials, 25(33), 4544–4548.
- Ye, M., Winslow, D., Zhang, D., Pandey, R., Yap, Y. K. (2015). Recent advancement on the optical properties of two-dimensional molybdenum disulfide (MoS2) thin films. Photonics, 2(1), 288–307.
- Bhandari, S., Hao, B., Waters, K., Lee, C. H. Idrobo, J. C., Zhang, D., Pandey, R., Yap, Y. K.(2019). Two-dimensional gold quantum dots with tunable bandgaps. ACS Nano, 13(4) 4347–4353.
- Qin, J. K., et al. (2020). Raman response and transport properties of tellurium atomic chains encapsulated in nanotubes. Nature Electronics, 3, 141–147.
- Zhang, D., Yapici, N., Oakley, R., Yap, Y. K. (2022). The rise of boron nitride nanotubes for applications in energy harvesting, nanoelectronics, quantum materials, and biomedicine. J. Materials Research, 37 (24), 4605–4619.

## 基本資料

- 日語原文：Yoke Khin Yap
- 出生地：馬來西亞
- 國籍：美國人
- 職業：物理學家, 材料科學家, 和學院派
- 學歷：理學學士，物理學、理學碩士，物理學、博士，電氣工程
- 母校：馬來亞大學、大阪大學
- 研究機構：密西根理工大學