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產學快訊

自控系陳昶孝老師與國際合作 研究成果發表於《Nature Physics》

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自控系陳昶孝老師與國際合作 研究成果發表於《Nature Physics》 自控系陳昶孝老師與國際合作 研究成果發表於《Nature Physics》

  本校資電學院自動控制工程學系陳昶孝老師,近期與美國德州大學奧斯汀分校(UT Austin)Prof. Xiaoqin Li及沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)Prof. Lain-Jong Li,進行國際學術的研究合作。Prof. Lain-Jong Li與Prof. Xiaoqin Li是享譽國際的尖端型研究學者,該跨國研究以「Direct measurement of exciton valley coherence in monolayer WSe2」為題,其研究成果共同發表於國際知名學術期刊《Nature Physics》。

  此項研究是利用美國德州大學的二維相干光譜儀(Two-dimensional coherent spectroscopy)量測出單層二硒化鎢WSe2的特殊光學性質,並首次發現WSe2相干能谷時間(valley coherence time)可以穩定持續約100飛秒,這除了提供足夠的時間觀測電子–電洞交互作用的激子重組現象外,亦量測到凝態物理中著名的decoherence機制。

  而本次研究中關鍵的二維材料「單層二硒化鎢WSe2」,是由陳老師使用化學氣相沉積系統(CVD),在藍寶石基板上精準合成出單原子層的二硒化鎢,其難度為合成出高品質的單層二硒化鎢單晶,厚度僅0.7奈米,同時也要控制足夠的單晶數量。關於二維材料,陳老師進一步說明, 2004年是二維材料發展重要的時間點,英國科學家Prof. A. K. Geim與Prof. K. S. Novoselov成功分離單層石墨烯與相關研究成果,這也為他們贏得2010年諾貝爾物理獎。這種單原子厚度的材料不僅是科學家發現的最薄材料,而且它還具有超高的機械強度,優異的電、熱特性及諸多令科學家們著迷的物理特性。發展至今,又以過渡金屬硫族化合物(TMDs)系列的二硒化鎢最受矚目,該材料是一種新興的二維材料,比起石墨烯更多出半導體「能隙」,可以在近紅外光至可見光譜範圍下,表現出強大的光電作用,適合應用於理想發光二極體(LED)、太陽能電池(Solar cell)、場效電晶體(ETs)、低功率和柔性電子產品上,未來非常有機會在光電、太陽能、半導體領域發光發熱,同時,單原子層的二維材料也為近年快速發展的能谷電子學(Valleytronics)提供一個絕佳的研究方向。最後,陳老師也提到,他相當感謝Prof. Lain-Jong Li、Prof. Xiaoqin Li及自控系師長們的支持與科技部計畫經費的補助。

  《Nature Physics》是Nature Publishing Group所出版的最具權威之物理期刊,此期刊著重於物理學的基礎與應用研究,包含量子力學、凝態物理、光學、熱力學、高能物理學及生物物理學等。《Nature Physics》期刊連結:http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3674.html。