文／劉姿佑　圖／楊展其老師實驗室
 
「一個人單打獨鬥很難成就大事，但一個同心的團隊就可以」。國立成功大學前沿量子科技團隊尖端材料發表創新貢獻。成大物理系副教授楊展其與前沿量子科技研究中心陳宜君、陳則銘特聘教授跨域研究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臺灣專利核可，美國專利審核中。
 

新一代尖端量子材料基石　成大物理系副教授楊展其（右三）師生跨域研究成果登上《Nature Communications》
 
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，其中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，「我很感謝每位學生在研究的過程中願意無私地互相支援，每一位學生的專長與貢獻都是成就這個研究的重要推手，我很以他們為傲。也非常感激所有合作的研究團隊，他們都是這項研究的成功關鍵。」同時，楊展其也鼓勵學生，持續深造研究領域，勇於追求卓越，因為「往外走你就知道世界真的很大，也可以知道你的極限、你的成就可以在哪裡」。
 
楊展其專長研究複雜氧化物與薄膜物理，致力新穎量子材料成長開發與半導體產業應用整合，琢磨精準調控單晶薄膜的新穎磊晶技術已有 10 多年。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。
 
量子世代來臨，成大前沿量子科技研究中心聚焦研究量子理論、量子元件與電腦以及量子材料三大領域。此篇研究成果的重要跨域合著者、成大前沿量子科技研究中心副主任陳則銘為成大物理系特聘教授，專長研究量子元件、奈米電子、介觀物理。同為成大物理系特聘教授的陳宜君，專長研究功能性奈米材料、掃描式探針顯微術、複雜性氧化物、凝態物理實驗。
 

磊晶薄膜製造技術有助提升半導體元件效能，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
 
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。「透過現代微影技術的協助，我們展示了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。
 
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2022-05-11