台師大攜手加州理工學院 半導體突破性研究登國際期刊
研究團隊包括台師大物理系教授陸亭樺(右起)、Caltech博士生郝篤行、台師大物理系教授藍彥文、博士後研究員張文豪。(台師大提供)
〔記者林曉雲/台北報導〕國立台灣師範大學物理系與美國加州理工學院(Caltech)最新合作研究,成功突破量子記憶體技術的關鍵瓶頸,研究結果顯示,在極低溫下,磁場誘發「單層二硫化鉬(MoS₂)電晶體」中產生的「極性有序現象」,此突破將為二維材料與電子科技發展帶來革命性改變,已成功發表於國際知名學術期刊「Advanced Materials」。
台師大物理系教授陸亭樺表示,該研究不僅驗證二維材料在低溫與磁場下的新物理現象,更展示台灣在基礎科學與國際合作中的重要地位,也為半導體產業帶來可能的新發展方向。
陸亭樺與台師大教授藍彥文、博士後研究員張文豪、Caltech教授葉乃裳(台師大玉山學者)及博士生郝篤行合作的研究,係由我國國科會與美國國家科學基金會共同支持,並與加州理工學院密切合作。
陸亭樺說明,該研究突破的技術具有在極端環境下運行的潛力,特別在超靈敏磁場感測器和奈米電子元件等領域,該材料的獨特性使其成為未來高精度感測技術的理想候選材料,能在極低溫和強磁場的條件下穩定運作,為新一代感測器提供無與倫比的性能,未來有望對電子與光電產業產生深遠影響。
陸亭樺表示,該研究專注於單層半導體材料,研究團隊透過設計特殊的「場效電晶體」結構,並在超低溫和高磁場環境下,發現了巨大的電滯現象,表現出類似鐵電材料的「蝴蝶型滯後」曲線,這項技術突破解決了傳統鐵電材料在縮小至奈米尺度後,無法保持電極化的難題,成功實現僅0.65奈米厚的量子記憶材料,具有非揮發性記憶特性,能在極低溫下穩定運作。
此外,藍彥文表示,研究也進一步揭示,磁場誘發的「非對稱晶格膨脹」,破壞了「單層二硫化鉬」的鏡像對稱性,導致類鐵電極性有序的產生,這一現象提供全新方法來操控單層材料的物理特性,開啟其在極低溫非揮發性記憶體、超靈敏磁場感測器與奈米電子元件等技術應用上的無限可能性。
藍彥文說明,因該材料具有巨大的應用潛力,特別在量子記憶體領域,由於其在低溫環境下仍能穩定保持電極化,為量子記憶體和記憶體內計算技術的實現,提供新的思路和可能性,隨著科技進步,這種新型記憶材料可進一步縮小尺寸,提升儲存容量和運算速度,為量子計算領域帶來突破。
國立台灣師範大學物理系與美國加州理工學院(Caltech)最新合作研究,成功突破量子記憶體技術的關鍵瓶頸,成功發表於國際知名學術期刊「Advanced Materials」。 (台師大提供)