臺師大攜手加州理工重大突破 爲量子科技開新局

由右而左依序爲臺師大物理系教授陸亭樺、Caltech博士生郝篤行、臺師大物理系教授藍彥文、博士後研究員張文豪）。 (臺師大提供)

臺灣師範大學物理系與美國加州理工學院的最新合作研究，在量子記憶體技術領域取得重大突破。研究團隊成功發現在極低溫環境下，磁場可誘發單層二硫化鉬（MoS₂）電晶體產生極性有序現象，爲二維材料與電子科技發展開創新篇章。

這項由臺師大物理系教授陸亭樺、藍彥文、博士後研究員張文豪，與臺師大玉山學者、Caltech教授葉乃裳及博士生郝篤行共同完成的研究成果，已於2024年12月底發表於國際知名期刊《Advanced Materials》，受到學術界高度關注。

研究團隊專注於單層半導體材料的特性研究，特別是其強自旋軌道耦合與缺乏鏡像對稱性的結構特徵。在20K極低溫環境下，研究人員發現施加磁場能夠破壞單層二硫化鉬的能谷簡併，引發晶格位移，進而產生明顯的電極化現象。

透過特殊設計的場效電晶體結構，團隊觀察到巨大的電滯現象，呈現類似鐵電材料的「蝴蝶型滯後」曲線。

這項技術突破成功克服了傳統鐵電材料在奈米尺度下難以保持電極化的問題。研究團隊實現了僅0.65奈米厚的量子記憶材料，不僅具備非揮發性記憶特性，還能在極低溫環境下穩定運作。這項發現爲量子記憶體、超靈敏磁場感測器與奈米電子元件等應用開啓了新的可能性。

陸亭樺表示，此次成功結合師大與加州理工學院的實驗能力，不僅驗證了二維材料的新物理現象，更展現臺灣在基礎科學與國際合作的重要地位。

藍彥文說，與加州理工的緊密合作對推進研究助益良多，期望這項技術能成爲未來量子與半導體科技發展的重要基石。

研究團隊指出，這種現象可能適用於其他單層過渡金屬二硫化物，透過基板應力工程設計，有望實現類似的極性效應。該研究獲得臺灣國科會與美國國家科學基金會的共同支持，展現了兩國在基礎科學領域的深度合作。這項突破性發現不僅提升了臺灣在量子科技領域的國際能見度，也爲全球半導體產業提供了嶄新的發展方向。