量子材料與元件

量子材料是一個具有高度操控自由度和豐富物性的研究領域,可利用自旋、晶格、軌域、電荷等對稱性以及拓樸性等交互作用,進而帶入各類電、光、熱、力、磁等豐富的量子特性與應用前景。我們將關注量子材料的理論預測與模型的建立、新穎量子材料的成長、量子元件製作與量測以及量子傳輸行為解析。以尖端的量子材料與元件為基礎,建立快速的量子材料開發與研究群集,進一步了解新穎材料與強關聯系統中的量子特性。

我們的短期目標將聚焦多種二維量子材料、低維度氧化物量子系統、低維度高溫超導材料、拓樸材料的理論電子特性預測與材料開發。中程目標將整合多功能的量子材料磊晶與特性檢測平台以及尖端的奈米元件製程,進行量子複合系統的開發與傳輸特性操控,期以建立快速成長新穎材料與量測新穎量子特徵的重要基礎。其後,我們將投入相關奈米元件與非傳統的湧向現象觀測。而我們長期的目標將建立在有效控制低維度量子材料與元件的均勻性與良率的關鍵製程,並嘗試實現大面積可工業化之目標,期能使得功能性的量子材料系統不再侷限於基礎科學研究。

該領域研發成果

石墨烯超晶格中六角狀的電子迴旋運動

眾所皆知,電子在磁場的作用下會呈現圓周狀的迴旋運動,這其實是由於圓形的費米面導致各向均勻的電子運動。當材料的能帶有所扭曲的時候,費米面不見得是圓形的,使得磁場作用下的電子迴旋運動也不見得是圓形的。超晶格,一種週期性位能施加於某材料上,且其週期遠比材料本身的晶格還長許多,提供了天然的平台來觀察這樣由於能帶扭曲導致反常的電子傳輸性質。   最近一篇由劉明豪教授所共同撰寫的文章[1]對...

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Gate-free Monolayer WSe2 pn Diode

By utilizing a locally reversed ferroelectric polarization, we laterally manipulate the carrier density and created a WSe2 pn homojunction on the supporting ferroelectric BiFeO3 substrate. This non...

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All-Electric Spin Transistor

The spin field-effect transistor envisioned by Datta and Das opens a gateway to spin information processing. Although the coherent manipulation of electron spins in semiconductors is now possible, ...

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該領域研發成果