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成大碩士生首創世界全電式自旋電晶體

中央社/ 2015.02.05 00:00
成大碩士生首創世界全電式自旋電晶體

(中央社訊息服務20150205 14:11:34)費時一年多埋首於實驗室裡,終於研發全球首創全電式「自旋電晶體(spin field-effect transistor)」,撰成「“All-electric all-semiconductor spin field-effect transistor”」論文,發表於Nature Nanotechnology(自然奈米科技)國際頂級期刊的第一作者-成大物理學系碩士生何昇晉、莊博任,雖嚐到甜美的果實,但也遇到撞牆期(經過一段找不到科學答案的寂寞期)。

碩一時,也就是在2012年初,何昇晉、莊博任在指導老師陳則銘副教授的指引下,開始著手研究自旋電晶體,除事先收集相關科學資料,也自行畫自旋電晶體設計圖並委由英國劍橋大學代工製作,同年七月拿到自旋電晶體後,便開始進入實驗室開始做實驗。何昇晉說,剛開始半年,雖然整天不停歇地躲在實驗室,反覆的做實驗,卻一直讀不到想要的科學數據,什麼原因造成的,不清楚,也苦思不解,哪些日子真的很苦悶。

後來,考慮白天可能的干擾因子較多,於是嚐試著改在夜間做實驗,意外發現環境的干擾因子變少了,預期的科學數據也漸漸浮現,大家士氣為之一振,何昇晉、莊博任兩人相互輪值,每人負擔二到三天的夜間實驗,白天再從夜間取得數據跟老師一起討論,這樣的實驗持續了半年多時間,終於有全新的發現。

莊博任取得碩士學位後,選擇就業,何昇晉則繼續攻讀博士學位,現為成大物理博士班學生。何昇晉回想當時研究的過程說,前半年幾乎沒有任何成果,讓我們很挫折,電晶體實驗過程中對於外界環境電波、聲音很敏感,一點點就會造成實驗失敗,可惜一開始沒注意到環境的干擾因子對實驗造成的影響,一直到改採夜間時間才發覺,可是已經耗時半年了。還好,後來採取夜間做實驗、跑數據,白天寫程式與討論,才算走上研究正途。

他也說,和何昇晉住同一宿舍,比較有多的時間一起討倫,兩人常常會因為對數據定義不同而有爭執,卻也產生對追尋科學真理的動力,我想我們同心協力對科學鍥而不捨的意念與執著,是取得最後成功的關鍵因素。

另一個支撐成功的因素。何昇晉說,很重要的原因是來自英國劍橋及倫敦大學團隊實驗室的研究樣本品質穩定,加上成大實驗室有臺灣最好的儀器(稀釋冷凝機)」。

據了解,自旋電晶體日本投注很高的研發成本研究,英國在2010年也曾經發展出最高的技術,而陳則銘帶領之團隊卻可以在一年時間內成功設計新型態自旋電晶體原型樣本,最重要原因取決於概念的創新與實驗過程的謹慎。

訊息來源:成功大學

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