半導體技術再突破 成大研發側向磊晶扭轉結構獲專利

成大物理系副教授楊展其與前沿量子科技研究中心特聘教授陳宜君、陳則銘團隊，提出並實證調控材料側向磊晶扭轉結構的方法，有助設計與調控量子材料的電子結構與晶體幾何排列，開啟調控磊晶薄膜製造的嶄新方向，研究成果發表在國際期刊《Nature Communications》，其核心技術也已通過台灣專利核可，美國專利審核中。

成大跨域研究團隊5月10日晚間於國際期刊《自然通訊》（Nature Communications）發表「Twisted oxide lateral homostructures with conjunction tunability」一文，分享側向扭曲同質磊晶結構的研究成果，期刊文章第一與共同第一作者分別為楊展其老師的博士後研究員吳秉駿與博士班學生魏嘉駿。

楊展其表示，近10年來，對於製作具有優異材料特性的高質量薄膜，磊晶技術扮演至關重要的角色。傳統磊晶概念主要建立在材料的垂直堆疊，多數研究者皆致力於開發與調製垂直磊晶結構的功能性質，橫向可扭轉同質磊晶結構的製造與物性操控，尚未被實現在量子材料領域。

在新穎量子材料開發、控制側向同質扭轉磊晶結構的研究中，楊展其研究團隊實證相同磊晶系統也可具有接結的夾角調控、也可透過製程控制不同晶面的側向接合，更進一步推廣至相同材料不同晶向的界面扭轉拼接，誘發出具有新穎物理特性的界面。

團隊表示，透過現代微影技術的協助，展示橫向可扭轉同質結構，用以調控鐵電、反鐵磁與軌域等多項磊晶組合的可行性，也實證新開發的製程，具有奈米尺度且精準的任意圖形化能力，可與現有的半導體製程無縫接軌。以複雜性氧化物出發，作為量子材料在固態物理中的重要分支，其對於奈米電子學的新興技術及記憶體開發運用的未來發展備受各界期待。

磊晶薄膜製造技術可有效調控電晶體特性及薄膜缺陷與品質，藉以提升半導體元件效能。其中，橫向磊晶調控技術為量子材料開發與下世代電子元件發展最大的挑戰之一，楊展其研究團隊藉由開發自懸浮薄膜，提出一個控制材料側向磊晶的有效方案，可近乎隨心所欲地拼接薄膜的長程晶體排列，進而操控對應的量子特性與物理性質。其研究團隊新穎且具創新貢獻的跨領域研究成果亦曾陸續登上《Nature Materials》、《Nano Letters》、《Advanced Materials》等國際期刊。

楊展其團隊磊晶技術研究為科技部愛因斯坦培植計畫與教育部高教深耕的科研成果，相關計畫既追求科學研究也強調國際連結。歷年來從楊展其研究室畢業的學生足跡遍布美國、瑞典、瑞士等歐美國家。