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    台師大團隊合成稀磁性量子材料 可望實現室溫量子糾纏效應

    台灣師範大學化學系助理教授劉沂欣與團隊透過溶劑熱法引入錳離子,合成出原子級的二維單層半導體,室溫下材料可呈現出極低溫下的強塞曼效應和零場分裂能,有助量子技術發展。(台師大提供)

    台灣師範大學化學系助理教授劉沂欣與團隊透過溶劑熱法引入錳離子,合成出原子級的二維單層半導體,室溫下材料可呈現出極低溫下的強塞曼效應和零場分裂能,有助量子技術發展。(台師大提供)

    近百年來物理學界探索「量子糾纏」(quantum entanglement),在攝氏零下幾百度的極低溫環境中發現一個原子與另一原子間,超越空間及距離的互動,台灣師範大學化學系助理教授劉沂欣與團隊結合5年實驗與數據,成功合成二維單層半導體,能在室溫下呈現上述效應,獲《美國化學會期刊》刊登,此基礎研究可望開啟量子通訊等前景。

    劉沂欣表示,物理學界關注量子研究,其中量子糾纏原理早被愛因斯坦等發現,若一個原子朝上自旋,會有另一個原子朝下,不受空間距離影響,近10年美國、中國等科學家都在競爭量子研究,其中量子通訊也因具備加密與傳播等特性而可望發展。

    而上述量子糾纏的觀測需在攝氏幾百度的極低溫環境中,利用超強磁力實驗才能驗證,劉沂欣說,自己與團隊著重基礎研究,透過溶劑熱法引入錳離子合成,把有機與無機的半導體材料,化成二維單層半導體,該材料在室溫下、幾十個特斯拉(T)的磁力下,成功測量出具備量子糾纏效應特性(強塞曼效應和零場分裂能等)。

    劉沂欣說,該論文集結團隊5年實驗與跨領域研究成果,去年4月投稿逾百年歷史的《美國化學會期刊》時,又再花半年時間修改,確認室溫測量結果無誤,強化賽曼效應方法等,終在去年11月獲刊登,未來可望與各領域合作,將此基礎材料發展,帶動量子技術的需求與研發。

    劉說,人類30年前也不能想像如今手機四處隨意通話的時代,量子技術在未來則可望實現,如衛星傳輸的量子通訊與加密,或把訊息傳輸到月球及火星,也可利用量子加密強化金融交易,種種運用將有助國防科技乃至人類福祉等。

    台師大研究團隊透過國家同步輻射研究中心的
高能物理量測研究設備,測量出合成的二維單層半導體能在室溫下呈現量子糾纏效應。(台師大提供)

    台師大研究團隊透過國家同步輻射研究中心的 高能物理量測研究設備,測量出合成的二維單層半導體能在室溫下呈現量子糾纏效應。(台師大提供)

    台灣師範大學化學系助理教授劉沂欣與團隊結合5年實驗與數據,成功合成二維單層半導體,能在室溫下呈現量子糾纏效應,獲《美國化學會期刊》刊登,此基礎研究可望開啟量子通訊等前景。(台師大提供)

    台灣師範大學化學系助理教授劉沂欣與團隊結合5年實驗與數據,成功合成二維單層半導體,能在室溫下呈現量子糾纏效應,獲《美國化學會期刊》刊登,此基礎研究可望開啟量子通訊等前景。(台師大提供)

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