快訊

口罩準備好!今起8大場所沒戴又不聽勸 小心被罰1.5萬

霸道總裁小秘書:中國求職平台「情色招聘」詐騙陷阱?

手機未來不會發熱 成大零電阻材料研究登國際知名期刊

成大物理系副教授張泰榮。圖/成大提供
成大物理系副教授張泰榮。圖/成大提供

若能實現零電阻電流,手機、電腦、冷氣等許多電子產品不僅能避免發熱問題更能大幅減少能源消耗。科學家們認為「量子奇異霍爾效應」是實現零電阻電流的有效途徑之一,因此全球在這方面的相關研究不曾間斷,積極找尋能實現量子奇異霍爾效應的材料。

成大物理系副教授兼成大前沿量子科技研究中心成員張泰榕率領學生,與美國加州大學洛杉磯分校Ni Ni教授、科羅拉多大學波德分校Dan Dessau教授研究團隊合作,分析新合成的量子材料,確認為「本質鐵磁性軸子絕緣體(intrinsic ferromagnetic axion insulator)」。

同時,張泰榕團隊也與普林斯頓大學M. Zahid Hasan教授、北京大學賈爽教授合作,共同解析「鐵磁性截半六邊形鑲嵌材料」(Kagome lattice)。

張泰榕團隊的理論分析顯示這兩種材料皆有機會實現量子奇異霍爾效應,對零電阻電流的相關應用往前推進了一小步。研究成果分別在7月底發表於國際期刊Science Advances以及Nature。

量子奇異霍爾效應被預期有助於開發次世代低耗能、低耗熱的自旋電子元件,甚至可以促進量子電腦中量子位元的相關發展。2013年,物理學家們透過將磁性元素摻雜進拓樸材料首次實現量子奇異霍爾效應,但實驗條件相當嚴苛,只能在約攝氏零下負270多度才能完成。為此,科學家們開始嘗試不透過複雜的摻雜方式找尋可實現量子奇異霍爾效應的「本質磁性拓樸材料」。

拓樸材料物理、計算物理為張泰榕專業領域之一。2020年Ni Ni教授團隊合成出全新的鐵磁性材料MnBi8Te13,Dan Dessau教授進行光譜量測,但對這個新材料的物理性質仍一片模糊。

因緣際會下Ni教授聯繫上張泰榕,對該材料進行理論分析。張泰榕團隊經過數個月的努力,從Ni Ni團隊提供的元素種類與晶格位置計算出該新材料的物理性質。

讓跨國團隊大為意外的是,理論顯示此一新合成的材料竟然是「本質鐵磁性軸子絕緣體」,此種物質態只在數學模型中被提出,從未在真實材料中被發現過。

進一步理論分析更顯示,此材料如果做成奈米薄膜,將有機會實現相對高溫的量子奇異霍爾效應。相關研究論文發表於國際期刊Science Advances。

實現量子奇異霍爾效應是熱門的研究領域。2020年上半年,北京大學賈爽教授團隊合成出「鐵磁性截半六邊形鑲嵌材料」TbMn6Sn6,M. Zahid Hasan教授團隊在掃描穿隧光譜等實驗中觀察到該材料有機會實現零電阻電流的間接證據。

但投稿期刊後,3位審稿員皆要求提供理論計算來佐證。張泰榕團隊在此時加入合作,提供理論方面的協助,強化實驗結果的可信度。三方合作成果發表於Nature。

對於能夠順利完成這兩項研究工作,張泰榕笑說「還好兩位博士生田鴻儒、廉上葦夠厲害,不然要在短時間內完成計算與理論分析真是不容易,如果我一個人全包,絕對沒辦法」。張泰榕對兩位學生讚譽有加,他不避諱的說,「研究途中不只一次指導方向錯誤,靠學生努力才導回正途,也多次經由學生的意見,才啟發了新靈感」。

張泰榕表示,就連Ni Ni教授也稱許田、廉兩人,好幾次說「你的學生做得太棒了!我從沒想過理論學家可以在大型磁性晶格中做出如此出色的成果」;另外投稿到Nature時,審稿員也提到,「該研究團隊新提出的計算結果和實驗所量測到的色散數據呈現令人驚訝的一致」,學生們靠自身努力所贏得的讚譽,實至名歸。

北京大學 成大

延伸閱讀

芝加哥計畫以量子力學定律 打造「第二個網際網路」

胰路有你 才有我的胰百種可能/衛教團隊線上溝通 學會自我照護

有錢人為末日危機作準備 億元豪華內裝地底碉堡輕鬆完售

傳接近簽約湯瑪斯 籃網暫未透露被替代者身份

相關新聞

消炎安胎藥擬下修適用懷孕週數 醫:恐使藥無用武之地

美國食品藥品管理局(FDA)日前發布用藥警訊,因有35名孕婦使用阿斯匹靈、布洛芬等非類固醇消炎藥(NSAIDs)後,發生...

口罩夾層有蟲! 淨新稽查合格並允配合調查

民眾爆料淨新口罩夾層有小蟲。高雄市衛生局獲報後,到淨新廠房稽查,未發現現場環境違反作業規範。淨新口罩總經理許哲銘今天表示...

健保費率又沒共識! 4.97%及5.47%-5.52%兩案併陳

健保明年底安全準備金將低於一個月支出,依法應調整費率,衛福部健保會今天加開臨時會討論,今討論的七個費率版本,健保費率從4...

再戰!健保費率調漲 今審7版本

健保已四年靠安全準備金填補短絀,明年底安全準備金將低於一個月支出,依法應調整費率,衛福部健保會今天加開臨時會討論。據了解...

扯! 立委爆台鐵全新區間車4缺失 韓車竟一堆中國製

斥資253億、向韓國現代樂鐵公司採購,被譽為「史上最美最長區間車」EMU900型通勤電聯車,首批新車10月24日抵台,目...

麥擱種啊!高麗菜連續兩旬爆量 農糧署發紫燈示警

農委會農糧署表示,二期稻作收成,現在正值冬季裡作期間,由於氣候涼爽,適合蔬菜生長,農民近期連續種植冬季大宗蔬菜,以應農曆...

網路購買國外含肉產品 最高可重罰15萬元

農委會防檢局表示,查緝電商平台及賣家刊登違規廣告,並進行裁罰,自執法以來,違規件數已下降。

南迴電氣化12月23日通車 至1月3日南迴列車半價優惠

南迴鐵路電氣化12月23日正式通車營運,立委劉櫂豪說,本月23日他再度向到台東視察的交通部長林佳龍建議規畫慶祝通車優惠活...

口罩實名制新制拍板 14天10片每片降價至4元

口罩實名制新制拍板,14天可買10片,每片價格從原本的5元,降至4元,總價40元,比現在一次9片,要價45元還要低,新制...

12月3交通新制 接送7歲以下兒童臨停黃線不受3分鐘限制

12月起,將有三大交通新制。交通部說,12月1日起,接送7歲以下兒童臨停黃線不受3分鐘限制;另外交通違規案件舉發期限由3...

晚上雨要來了!三波東北風接力襲台 降雨熱區時段看這

今天下半天開始變天。中央氣象局說,今天鋒面通過,緊接著東北風接力,未來一周將會迎接三波東北風。明天東北部要留意局部大雨甚...

健保費漲定了?消基會:最多只能漲至4.91%或5.17%

衛福部健保會明日將審議明年健保費率草案,據傳費率將從現行的4.69%調漲至5.47或5.52%。消基會副董事長吳榮達表示...

熱門新聞

商品推薦

udn討論區

0 則留言
規範
  • 張貼文章或下標籤,不得有違法或侵害他人權益之言論,違者應自負法律責任。
  • 對於明知不實或過度情緒謾罵之言論,經網友檢舉或本網站發現,聯合新聞網有權逕予刪除文章、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿張貼文章。
  • 對於無意義、與本文無關、明知不實、謾罵之標籤,聯合新聞網有權逕予刪除標籤、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿下標籤。
  • 凡「暱稱」涉及謾罵、髒話穢言、侵害他人權利,聯合新聞網有權逕予刪除發言文章、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿張貼文章。