材資系 陳信安助理教授

大家好，我是今年材料及資源工程系材料組的新進助理教授陳信安。感謝院長的邀約，讓我有榮幸可以在電子報上介紹自己。以下我會先介紹我的過去經歷與研究專長，最後是一些未來願景和雜談。

高中時期在校系參訪時邂逅了材料科學這個領域，而後也進入了國立臺灣大學材料科學與工程學系就讀。在大三進行學士專題研究時發現了自己對研究方面有熱忱，就此開始了自己的學術之路。而後的碩士與博士均在國立臺灣大學材料科學與工程學研究所進行修業，研究主題是以電腦模擬方式探討與解決不同材料系統中的關鍵因素，其中對於低維度材料與能源材料的研究尤其深入，諸如石墨烯、二氧化鈦、鈣鈦礦結構甲胺鉛碘(perovskite MAPbI3)、鋁電池系統、鋰電池系統…等皆有所觸及。一直以來，材料科學被視為是實驗科學，比較少人投入理論相關的計算材料科學方面，近年結合實驗與理論的學術論文逐漸增加，材料科學也不再是嚴格的實驗科學。我在2016年取得博士學位，畢業論文內容主要是基於第一原理方法(ab initio method)的量子力學計算，以探討太陽能電池吸光材料鈣鈦礦結構甲胺鉛碘的光學吸收機制，與潛在可應用於二極體的石墨烯、氧化石墨烯(graphene oxide)與石墨烷(graphane)材料異質接面的電子遷移行為分析，嘗試對實驗結果的提出理論觀點、解釋與預測。

秉持著對學術研究的熱忱，取得博士學位後，就開始了中央研究院應用科學研究中心的博士後研究員工作。在職的五年間(2016年8月到2021年7月)，除了繼續進行既有的第一原理方法量子力學計算，也觸及了領域內各種新研究方法，包括機器學習結合人工神經網路(artificial neural network)勢能模型、逆向蒙地卡羅(reverse Monte Carlo)、貝葉斯優化(Bayesian optimization)等，搭配合理的模型設計，應用在各式既有方法難以處理的複雜材料系統上。處理到的新穎材料系統更是多元，如高熵合金(high entropy alloy)、混合型鈣鈦礦結構(mixed-ion perovskite)複雜材料系統、電極保護層與擴散機制等。我從這些研究過程中學到很多，也認知到博士後研究並非只是博士研究的延伸，必須加強自己的能力，積極向外拓展，持續跟國內外團隊溝通與合作，得以對領域有所貢獻。
 

圖一 機器學習人工神經網路勢能模型應用於混合型鈣鈦礦結構複雜材料系統之工作流程簡述

除了國內的研究經驗，碩博士期間的指導教授與博士後研究工作的實驗室主持人都很鼓勵實驗室成員參與國際會議與國際學術交流，因此得以參訪許多國家，如越南、日本、美國、韓國、新加坡等。也趁閒暇時間走訪知名景點並體驗當地文化，也算是學術研究的一個小小福利吧。其中印象最深刻的一次，是博士班時期得到日本交流協會的補助，在日本京都大學擔任訪問學者兩個月。體驗了不同國家的學術文化與風格，理解不同研究方法下看待同樣問題的不同觀點，從中學習到如何溝通與獲取資訊的方式。當然，也趁機逛遍了這個世界文化遺產古都，至今仍記憶猶新。

談到未來的計劃，我認為能源相關問題是現在進行式，而且看似沒有最終解答。因此，做為一個理論科學家，我希望繼續投入在能源材料相關的議題上，以電腦模擬方式對實驗上難以解釋的現象釋疑，並對材料設計與預測上提出理論觀點，省去實驗學家瞎子摸象的功夫，相輔相成下能更快接近真相。此外，也希望能將先前所學整合，建立溝通平台，使理論方面與實驗方面的合作能更加順利，對於探索未知細節的新穎材料系統是有益無害。

工作之外，我個人嗜好滿多元的，如自助旅行、戶外活動、古典音樂與咖啡等。雖然並非背包客，也是多次拉了個登機箱就自己跑去日本自助旅行幾天(甚至是一星期內決定好所有細節)，享受美景、美食和溫泉，暫離現實的忙碌。也曾經趁著美國開會的時候，開車去拉斯維加斯與大峽谷旅遊，留下美好的回憶。戶外活動諸如騎車、登山健行等，雖然都只是玩票性質，光是市郊晃晃的輕旅行，也可算是一大休閒。古典音樂和咖啡則是工作時的要素，雖然不是專家，每天早上都會手沖一杯咖啡，享受那個香氣，有幹勁開始一天的工作，再配合古典音樂作為背景，讓自己能在輕鬆的心情下忙碌。
 

圖二 2015年攝於美國大峽谷國家公園南緣

很高興能加入臺北科技大學工程學院成為一員，未來希望能貢獻自己所學，推廣計算材料科學的研究與教育，讓更多人能了解計算材料科學領域的發展與重要性。在這疫情尚未平息的時間點，也希望COVID-19疫情能早日結束，早日回歸正常生活。