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進入「硼烯」引領下一代半導體突破 台大和中山學者研究登國際期刊
台大教授梁啟德與中山大學教授杭大任組成跨校研究團隊，近期在國際期刊「Cell Reports Physical Science」發表研究，介紹二維材料「硼烯」。（記者林曉雲翻攝台大官網）
當手機越來越小、速度卻越來越快，背後關鍵就在材料的突破。國立台灣大學物理學系教授梁啟德與國立中山大學材料與光電科學學系教授杭大任組成的跨校研究團隊，近期在國際期刊「Cell Reports Physical Science」發表研究，介紹被視為「石墨烯接班人」的二維材料「硼烯」，引領下一代半導體突破，為未來電子科技帶來新想像。
研究指出，自石墨烯發現以來，二維材料一直是全球半導體研究的核心之一，而由單層硼原子構成的「硼烯」，因其獨特的「多相性 （Polymorphism）」而備受矚目。
簡單來說，硼烯是一種「只有一層原子厚度」的材料，和大家熟知的石墨烯不同，硼烯的原子排列方式很多變，科學家稱為「多相性」，這代表它不像石墨烯只有單一結構，而是可以依需求調整排列方式，讓材料呈現不同特性，例如有時像金屬一樣導電，有時甚至具有超導特性，還能在不同方向展現不同物理性質。
正因為這樣的彈性，硼烯被看好應用在多個前沿領域。第一是在電子元件上，有機會打造更快速、更省能的電晶體；第二是在光電領域，可用於光感測器或光通訊設備；第三則是在能源與感測方面，未來可能應用於電池儲能或生醫檢測。
不過，研究指出，目前硼烯的商業化仍面臨環境不穩定性、相位控制難度與整合瓶頸的3大障礙。亦即硼烯面臨實際應用挑戰的最大問題是「不穩定」，容易在空氣中變質，就像金屬會氧化一樣，而它的結構多樣，如何穩定製造特定型態，以及如何與現有半導體製程整合，都是技術難關。
研究團隊指出，未來發展重點在於提升材料穩定性，例如透過表面保護或封裝技術，讓硼烯不易受環境影響，同時也需發展可量產的製程，並結合人工智慧協助材料設計，加速研發進程。
隨著半導體技術逐漸逼近極限，像硼烯這類「超薄材料」被視為下一波突破關鍵。學者認為，雖然距離實際應用仍有距離，但相關研究已為未來科技鋪路，有望在下一世代電子與光電產業中扮演重要角色。
