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「阿秒」光脈衝 有助發展更先進半導體材料

法國學者呂利耶(右)、亞谷斯蒂尼(左)和匈牙利學者克勞斯(中),因為鑽研阿秒光脈衝技術有成,共同拿下今年的諾貝爾物理學獎。(法新社)

法國學者呂利耶(右)、亞谷斯蒂尼(左)和匈牙利學者克勞斯(中),因為鑽研阿秒光脈衝技術有成,共同拿下今年的諾貝爾物理學獎。(法新社)

2023/10/04 05:30

〔記者吳柏軒/台北報導〕諾貝爾物理獎昨頒給阿秒光脈衝技術的三名學者,台灣科技媒體中心(SMC)邀國內學者分析,指出該技術就像快門與攝影機,可記錄「十的負十八次方秒」,將電子運動看得清清楚楚,有助發展更先進的半導體材料,乃至新的量子電腦材料等,台灣學界亦有相當投資。

10的負18次方秒

清華大學電機系副教授陳明彰表示,阿秒是十的負十八次方秒,一般人眨眼睛約十的負三次方秒,電子在奈米尺度的世界移動速度快,人類在西元二千年之前仍看不清楚電子,直到阿秒光脈衝才開創「新的時間」。陽明交大生醫光電研究所助理教授賈世璿形容,阿秒光脈衝是非常短的快門,讓科學家看清電子運動行為,如一個電子繞氫原子約一五○阿秒。

陽明交通大學電子物理系教授羅志偉指出,短脈衝雷射如在幫電子拍電影,並舉例雷射可把絕緣體變成金屬,其概念就是電子、聲子、自旋之間的作用力,透過阿秒光脈衝的觀測操控,可改變已知材料特性,對未來高速的電晶體、電子元件等研究,都有了諸多可能性。

如同幫電子拍電影

賈世璿說,很多電腦的CPU(處理器)處理速度是GHz的奈秒等級(十的負九次方秒),若用阿秒做成電子開關,運算技術將再提高。此外,半導體製程所需的EUV(極紫外光)技術也可更先進。羅志偉補充,若用到阿秒雷射,有機會製出運算速度比現在還快一千倍的電子元件。

中央研究院物理研究所助研究員溫昱傑表示,阿秒技術有助半導體工業、新的量子科技材料等開發,該領域台灣學界亦有相當投資,包含中研院、陽明交通大學、清華大學跟國研院國家同步輻射研究中心等。比如陳明彰老師鑽研光源;羅志偉老師主要領導電子動力學,也跟國輻中心林秉慧延伸材料科學研究;中研院則是原分所江正天主持相關實驗室。

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