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魔角石墨烯 (magic-angle graphene) 是指 2 個石墨烯層以特定 1.1 度堆疊的扭曲結構,藉由外加連續電場及磁場可產生超導性和絕緣性,同一材料能作為絕緣體或超導體應用。Jarillo-Herrero 教授及其團隊發現,將旋轉 1.1 度的魔角石墨烯夾在兩層氮化硼 (一種二維絕緣材料) 間,再使上層氮化硼對齊上層石墨烯,並以上下層氮化硼旋轉 30 度的方式堆疊成獨特的夾層結構,即可透過短電脈衝 (short pulse) 開啟和關閉超導性,類似於輕彈電燈開關,無需連續電場驅動魔角石墨烯的超導性。 此超導材料可迅速開關的性質,讓其能夠模仿神經元傳遞訊息的方式,因此該技術被視為實現神經型態計算 (neuromorphic computing) 的關鍵突破。這項研究發表於Nature Nanotechnology,並獲得美國空軍基礎科學研究中心、美國軍方調查實驗室,以及 Gordon and Betty Moore Foundation 的支持。 撰寫:陳鎮濃 (2022 創業人 – 國立成功大學工程科學系) 顧問:黃義雄 (2017 Epoch School 校友)
隨著 LED 尺寸不斷縮小,更清晰、更高解析度的顯示器也隨之出現。然而,OLED 的二極體因尺寸方面已達到物理限制,造成「紗窗效應」(Screen Door Effect),即使用者感覺畫素間出現空隙和條紋,在 AR、VR 等近眼應用上尤其明顯。麻省理工學院 Jeehwan Kim 的實驗室開發出非橫向排列的方法,透過超薄膜製程垂直堆疊紅、綠、藍 Micro-LED,讓每英寸可以植入達 5,000 畫素,是目前文獻中最高像素密度,並且可涵蓋現有商業色域。同時,藉由 Two-Dimensional Materials-Based Layer Transfer (2DLT) 技術,可重複使用 LED 基板,以降低生產成本。此研究發表於《自然》期刊,並由美國國家科學基金會、美國國防高級研究計劃署 (DARPA)、美國空軍研究實驗室、美國能源部、LG 電子、羅姆半導體、法國國家研究機構和韓國國家研究基金會所支持。 撰寫:蔡旻軒 (2022 經理人 – 中興大學) 指導:黃義雄 (2017 Epoch School 校友)
電子與光子之間的交互作用,在未來科技發展佔有重要的地位。其中 THz、UV、X-ray 的穩定光源,很難以目前普遍的 LED、雷射發光技術實現。為了克服此困境,光子晶體輻射光技術成為近年學術發展重點的研究方向。近期 MIT 物理系 John D. Joannopoulos 教授和 Marin Soljačić 教授的團隊與哈佛大學、以色列理工大學的研究專家,共同在 Nature 發表關於光子晶體輻射光的研究,將光子晶體透過 Smith–Purcel 效應的輻射光放大約 100 倍,透過對入射電子的控制而改變光的波長。 此研究主要在絕緣體上的矽光子晶體板,設計了平帶共振 (Flatband Resonances) ,透過電子束入射的角度與速度,調節輻射光的強度與頻率;相反的也能利用共振光來加速電子。研究專家表示,此技術對於發光技術、粒子加速器、量子計算與通訊等領域,將產生顛覆性影響。目前預計在未來 2-5 年逐步與現行的技術進行競逐,現已獲得美國陸軍研究辦公室、空軍科學研究辦公室,以及美國海軍研究辦公室的支持。 撰寫:孔慶愷 (2022 經理人 – 國立陽明交通大學 電子物理學系) 指導:蕭世驊 (2008 Epoch School 校友)