●技術簡介：
結合不同特性材料所製成的複合材料，由於它能發揮一加一遠大於二的效果，近年來，已經可以在各種包含航空、醫學、機械、建築等應用上發現它的蹤跡。本研究中我們利用單層二硒化鎢半導體與鐵酸鉍氧化物所組成的二維複合材料，展示了調控二維材料電性無需金屬電極的加入，就能達到二極體的效果。
●技術之科學突破性：
多鐵(multiferroic)材料系統具備複合功能(multi-functional)特性，單一材料即具有多重物理性質，如鐵電、鐵磁、磁電、磁極化、電極化等特性。二維材料超晶格結構具有開發新物理系統的潛力。
結合不同特性材料所製成的複合材料，由於它能發揮一加一遠大於二的效果，近年來，已經可以在各種包含航空、醫學、機械、建築等應用上發現它的蹤跡。本研究中我們利用單層二硒化鎢半導體與鐵酸鉍氧化物所組成的二維複合材料，展示了調控二維材料電性無需金屬電極的加入，就能達到二極體的效果。首度證實可以藉由多鐵材料的複合功能操控二維材料的電子結構。
藉由結合二維材料超晶格結構及多鐵材料系統此二種多功能新穎材料系統，以多鐵材料的複合功能操控二維材料超晶格結構的電子結構，或反之以二維材料控制多鐵材料的物理特性。這些都具有開發出新材料系統的潛力。
●技術之產業應用性：
人類目前對於提升數位計算的能力都要靠增加電晶體在晶片上的數量，這樣追求積體電路微縮化的過程，終究使得電晶體電路太細小太過緊密，這時候傳導的電子將依循『量子穿隧效應』逃逸出電路的侷限而互相干擾，此時將很難定義數位電路中的0和1。科學家目前除了改善積體電路中電晶體的基本架構外，另一方面則是尋找具有優異物理特性且能微縮至原子尺度(0.1奈米)的電晶體材料。在此目標下，一場以二維材料為主的革命已在各科技強國與高科技廠商間悄然展開。
二維材料厚度可薄到只有一個或幾個原子厚度，這將使得內部電子的運動方式會受到限制。就像棋盤遊戲中的棋子一樣，只能前後左右或是沿對角線移動，但不能上下移動。這樣的限制電子運動方式，量子物理預期二維材料會具有許多獨特的物理與化學性質，而這些性質或許能為計算機和通信等多個領域帶來革命性的變化。其中，屬二維材料的二硒化鎢(WSe2)，是一種過渡金屬二硫族化合物，能夠在單化合原子層的厚度(約0.7奈米)內展現絕佳的半導體傳輸特性，可完全滿足次世代積體電路所需更薄、更小、更快的需求。然而，如何研究這些比羽翼更薄的系統，同步輻射光源由於具有高亮度與高能量解析的優點，特別適合用來探測由極少數量的原子所組成的二維材料。此外，若能將同步輻射光源聚焦，就能利用同步輻射光產生顯微影像。在此研究中，我們利用同時兼具高亮度/高能量解析/高顯微力的台灣『三高』同步輻射光源，觀察到可以利用乘載二維材料的鐵酸鉍(BiFeO3)鐵電氧化物基板，相較以往只能利用元素參雜或加電壓電極等改變電性的方式，更能有效的在奈米尺度下改變單原子層二硒化鎢半導體不同區域的電性。
結合不同特性材料所製成的複合材料，由於它能發揮一加一遠大於二的效果，近年來，已經可以在各種包含航空、醫學、機械、建築等應用上發現它的蹤跡。本研究中我們利用單層二硒化鎢半導體與鐵酸鉍氧化物所組成的二維複合材料，展示了調控二維材料電性無需金屬電極的加入，就能達到二極體的效果。此外，由於二維材料的厚度極薄，能如同現今先進的晶圓3D堆疊技術一樣，透過堆疊不同類型的二維材料展現不同的功能性。透過本研究成果，未來若能將此微縮到極限的單原子層二極體組合成各種積體電路，由於負責運算的傳輸電子被限定在單原子層內，因此能大幅地降低干擾並能增加運算速度，預期可超過現今電腦的千倍、萬倍，而且所需的能量極少，大量運算時也不會耗費太多能量達到節能的效果。

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