國立臺灣師範大學14日指出，該校物理系與美國加州理工學院（Caltech）合作的最新研究，成功突破了量子記憶體技術的關鍵瓶頸。研究顯示，在極低溫下，磁場誘發單層二硫化鉬（MoS₂）電晶體中產生的極性有序現象，將為二維材料與電子科技發展帶來革命性改變，有望對電子與光電產業產生深遠影響。國立臺灣師範大學14日指出，該校物理系與美國加州理工學院（Caltech）合作的最新研究，成功突破了量子記憶體技術的關鍵瓶頸。研究顯示，在極低溫下，磁場誘發單層二硫化鉬（MoS₂）電晶體中產生的極性有序現象，將為二維材料與電子科技發展帶來革命性改變，有望對電子與光電產業產生深遠影響。

[caption id="attachment_159648" align="alignnone" width="1279"] 台師大攜手美國加州理工學院，突破量子記憶體應用新技術，有望對電子與光電產業產生深遠影響。（圖／台師大提供）[/caption]

兩校推動量子技術創新

台師大表示，該校物理系教授陸亭樺、藍彥文、博士後研究員張文豪與台師大玉山學者、Caltech教授葉乃裳與博士生郝篤行攜手合作下，相關研究成果已於2024年12月底正式發表於國際知名學術期刊《Advanced Materials》，為全球量子科技及半導體產業提供了嶄新發展方向。

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該研究由台灣國科會與美國國家科學基金會共同支持，並與加州理工學院密切合作，進一步促進兩校在基礎科學和高科技應用方面的深度聯繫。台師大提到，這項研究專注於單層半導體材料，特別是其具備強自旋軌道耦合與缺乏鏡像對稱性的結構，使得電子谷效應成為重要特徵；研究團隊發現，在低溫20K環境下，當施加磁場時，能夠破壞單層二硫化鉬（MoS₂）的能谷簡併，並引發晶格在實空間中的位移，進而產生明顯的電極化現象。

突破量子記憶體技術的關鍵瓶頸

台師大表示，研究團隊透過設計特殊的場效電晶體結構，並在超低溫和高磁場環境下，發現了巨大的電滯現象，表現出類似鐵電材料的「蝴蝶型滯後」曲線，此技術突破並解決了傳統鐵電材料在縮小至奈米尺度後無法保持電極化的難題，成功實現僅0.65奈米厚的量子記憶材料，具有非揮發性記憶特性，能在極低溫下穩定運作。

研究進一步揭示，磁場誘發的非對稱晶格膨脹，破壞了單層二硫化鉬的鏡像對稱性，導致類鐵電極性有序的產生。這一現象不僅提供了全新方法來操控單層材料的物理特性，也開啟了其在極低溫非揮發性記憶體、超靈敏磁場感測器與奈米電子元件等技術應用上的無限可能性。

潛力應用：量子記憶體與超靈敏感測器

台師大指出，該材料具有巨大的應用潛力，特別是在量子記憶體領域。由於其在低溫環境下仍能穩定保持電極化，這項技術為量子記憶體和記憶體內計算技術的實現，提供了新的思路和可能性，隨著科技進步，這種新型記憶材料可以進一步縮小尺寸，提升儲存容量和運算速度，為量子計算領域帶來突破。

此外，該技術還具有在極端環境下運行的潛力，特別是在超靈敏磁場感測器和奈米電子元件等領域。該材料的獨特特性使其成為未來高精度感測技術的理想候選材料，能夠在極低溫和強磁場的條件下穩定運作，為新一代感測器提供無與倫比的性能。

陸亭樺說，物理系的教授們與葉乃裳進行了長期且密切的合作，此次合作成功將台師大與加州理工學院的實驗能力結合，不僅驗證了二維材料在低溫與磁場下的新物理現象，更展示了台灣在基礎科學與國際合作中的重要地位。

藍彥文也認為，與美國加州理工的緊密合作，為研究的推進提供了極大幫助，「我們希望這項技術能成為未來量子與半導體科技發展的重要基石，並帶來實際應用的突破」。

研究團隊提到，此現象也可能適用於其他單層過渡金屬二硫化物，透過基板的應力工程設計，實現類似的極性效應。該成果展現了創新材料科學與先進奈米技術的結合，未來有望對電子與光電產業產生深遠影響。

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「雷射專家」東捷科技因應研發能量與人才需求，積極招募機構設計、軟體設計、雷射應用、製程研發工程師，鎖定機械、電機、電子、光電、資訊工程及物理系之優秀人才。

記者／林育如

ChatGPT掀起生成式人工智慧（AIGC）浪潮，帶動高效能運算需求增加，面板級扇出型封裝（FOPLP）成為市場新主流。「雷射專家」東捷科技推出扇出型封裝，並提供雷射應用方案，除詢問度增高之外，其半導體設備OHS自動化搬運系統，更獲頒全台首批SEMI E187國際資安認證，成為封測廠神隊友。

東捷科技今年榮獲國際商業影響力刊物《哈佛商業評論》所舉辦的2023年第三屆數位轉型評選盛會之鼎革獎首獎，深耕面板產業成績輝煌，持續研發製程設備同時，亦不斷提供自動化方案深獲業界信賴。

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招募機構設計、雷射應用、製程研發等人才

因應研發能量與人才需求，積極招募機構設計、軟體設計、雷射應用、製程研發工程師，鎖定機械、電機、電子、光電、資訊工程及物理系之優秀人才。

針對眾多求職者好奇的面試流程，東捷科技透露，安排職務面試當天，依序進行「專業測試」、「適性測驗」，以及「單位主管與人資面試」。

招募要件：專業力、學習力

東捷科技表示，應屆畢業新鮮人除了專業能力為首要條件，其次希望有參與產業實習、產學計畫、校園社團、工讀等經驗，會由此衡量求職者是否願意主動藉由不同管道求知，從不同領域持續學習。

此外，履歷或自傳內容對於企業篩選合適的面試人選也是重要的參考來源，建議候選人可簡述基本生活背景、求學、工作成就及歷程，主管與人資可以藉此來評估人選的條件或特質，甚至可以觀察內容的邏輯性及選擇職業的想法。

面試前下足功夫

東捷科技提醒，不完整或偽造的履歷及自傳內容，例如：學位、求學期間、合併工作經歷都是求職的一大禁忌外，應徵者切勿遲到或無故失約；面試進行時盡量暫時不使用手機，以免干擾面試流程。在資訊快速傳遞及交流的時代，應徵者在參與面試前多半會先網路搜尋企業評價或相關訊息，對於蒐集到的訊息若想在面試時提出，建議以理性或誠摯的方式詢問，面試主管大多都能理解及說明。

職涯續航力三要件：盡責、尊重、謙遜

初入職場的新鮮人對於工作中所接觸的人事物必定會相當好奇。東捷科技期許新鮮人能持續保有積極學習、面對及解決問題的精神。工作盡責是基本條件，但職場環境是團體生活，夥伴來自四面八方，保有尊重與謙遜的態度才能在職涯中繼續耕耘。

籲在學期間多參與產學、競賽、實習

東捷科技建議學子，在校期間可多參加產學合作計畫、企業協辦的相關競賽、企業實習…等，透過與產業接觸，除了可以幫助個人了解專業能力需加強之處，也能觀察自己的志趣及規劃未來職業取向，多樣化的學習歷程以增加個人履歷豐富性。

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西澳洲大學的「TeraNet」專門從事高速太空通訊的光學地面站網路，已成功接收來自近地軌道上的德國衛星的雷射訊號，其通訊頻寬更是增加了1000倍之多，有望成為下一代太空通訊的解答。

編譯／高晟鈞

西澳洲大學的「TeraNet」專門從事高速太空通訊的光學地面站網路，已成功接收來自近地軌道上的德國衛星的雷射訊號，其通訊頻寬更是增加了1000倍之多，有望成為下一代太空通訊的解答。

從無線電到雷射

自70年前第一顆人造衛星Sputnik 1 發射裡來，NASA一直都是使用無線電系統來與太空人、太空梭和飛行器進行通訊。然而由於太空衛星數量增加，相對應的數據傳輸的要求不斷上升，無線電訊號系統已經難以負荷如此大量的數據。

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而雷射通訊有望成為下一代太空通訊網路的解答。相比於無線電訊號，雷射的工作頻率要高得多，能以每秒數千GB在太空衛星和地球訊號站傳輸資料。儘管雷射通訊如此優秀，為何科學家遲遲沒有動作呢？這是因為，雷射訊號難以穿過厚厚的雲朵以及雨水，導致其訊號容易中斷。

TeraNet 1

對此，Teranet的研究團隊在西澳洲建造了三個光學地面站，分別在西澳大學、珀斯以北 300 公里的 Mingenew 太空區的第二個地面站，以及歐洲太空總署新諾爾恰設施正在調試的移動地面站，希望藉此來緩解雷射通訊系統的弊端。這意味著，如果一個地面站站點多雲，衛星可以將其資料下載到另一個天空晴朗的站點。

除此之外，接收衛星雷射訊號的兩個 TeraNet地面站之一就搭載在一輛定制吉普車的後面。這意味著它可以快速部署到需要超高速空間通訊的站點，例如因自然災害而被切斷訊號的偏遠地區。

TeraNet 將使用經過驗證的傳統光通訊標準和更先進的光學技術，包括深空通訊、超高速相干通訊、量子安全通訊和光通信，支援在近地軌道和月球之間運行的多項國際太空任務。

「這次演示是在西澳洲建立下一代太空通訊網路的關鍵第一步。下一步，我們將把網路與澳洲和世界各地目前正在開發的其​​他光學地面站連接起來。」團隊領導Sascha Schediwy說道。

資料來源:TechXplore

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哥倫比亞物理學家以從前無法達到的時間和空間分辨率，捕獲了一種名為二氧化釩（VO2）材料中的絕緣體到金屬轉變的動力學。拿著「光」的鑰匙，將有望打開量子材料的全新宇宙。

編譯／高晟鈞

是否好奇如何透過光來製造出奇特的量子材料？短短400皮秒（一萬億分之一秒）內，哥倫比亞物理學家以從前無法達到的時間和空間分辨率，捕獲了一種名為二氧化釩（VO₂）材料中的絕緣體到金屬轉變的動力學。拿著「光」的鑰匙，將有望打開量子材料的全新宇宙。

一鍵得到量子材料

量子材料是一個非常特殊的領域，許多我們認為的絕緣體裡，竟隱藏一個全新的量子世界。這種從不導電的絕緣體到導電態金屬的轉變可以非常快；因此，對於像是超高速電子與光學設備、神經型態電腦、智慧節能窗戶等高科技技術來說是一個相當具有吸引力的特性。

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雖然許多材料都有這種絕緣體到金屬的快速變化，但由於觀測技術上的限制，人們對它如何隨時間產生變化了解的卻不是這麼深刻。

從絕緣體到金屬的「電影」

現在，前哥倫比亞大學的物理學博士Aaron Sternbach博士成功在真實空間，實時紀錄量子材料中的相變，就像一部微電影一般。

二氧化釩（VO₂）可以在接近室溫的條件下，產生這種絕緣體與金屬變化，關鍵觸發因素之一是「光」。Sternbach博士發現這種轉變過程中，會形成微小的金屬斑塊，隨後在樣本中不均勻的生長與融合，而這一切都發生在短短的一萬分之一秒中。

此外他們還發現，當使用最少的能量時，金屬實際上可以更好的形成與融合。而了解到絕緣體到金屬轉變的時計過程，對於真實設備的設計和原型製作將是非常寶貴的。

資料來源:Phys.org

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來自馬克斯普朗克光科學研究所的Clara Wanjura和Florian Marquardt博士提出了一種利用光學系統實現神經網路的新方法，使機器學習在未來能夠更簡化、永續。

編譯／高晟鈞

來自馬克斯普朗克光科學研究所的Clara Wanjura和Florian Marquardt博士提出了一種利用光學系統實現神經網路的新方法，使機器學習在未來能夠更簡化、永續。

AI機器學習的趨勢銳不可擋

自ChatGPT推出已經接近兩年時間不到，卻已經大幅改變了現今人們的生活，AI人工智慧與機器學習變得愈來愈廣泛，應用範圍囊括了電腦視覺、文字生成和醫療保健等等，但隨著任務越來越複雜，也需要更大規模的神經網路來支撐其演算。

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然而，隨之而來的能源消耗與訓練時間也呈指數級增長。據估計，訓練GPT-3所消耗的能量超過了每小時1000兆瓦，相當於一個鎮每天電能的消耗量。因此如何開發更節能、更具成本效益的實體神經網路，以取代數位電腦上的神經網路，便是科學家努力的目標。

物理光學神經網路

光學神經型態計算因為能耗可以保持在最低限度，同時以非常高的速度執行計算，而被認為具有巨大的潛力。然而到目前為止，光子平台仍存在兩個巨大挑戰：實現複雜數學計算所需要的高功率雷射，以及訓練此類物理神經網路的通用模式。

對此，研究團隊改變了光傳輸的方法來調整資料的輸入。這種方法的好處是，即使光場本身以最簡單的方式表現，波發生了干涉也不會相互影響，這使得研究團隊可以避免複雜物理作用所需要的高功率光場。

因此，評估和訓練物理神經網路將變得非常簡單。作者也證明了使用這種方法來執行影像分類任務，其精確度與數位神經網路相同。這為了物理神經型態系統開闢了新的可能性，允許在廣泛的平台上進行訓練。

資料來源:Phys.org

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在許多歐美國家，太陽能板已經成為許多家庭的熱門選擇之一，然而使用太陽能到底可以省下多少電費呢？勞倫斯柏克萊實驗室的科學家們進行了一項研究，分析了2021年美國50萬個家庭，為眾多消費者提供了一個簡單的參考。

編譯／高晟鈞

在許多歐美國家，太陽能板已經成為許多家庭的熱門選擇之一，然而使用太陽能到底可以省下多少電費呢？勞倫斯柏克萊實驗室的科學家們進行了一項研究，分析了2021年美國50萬個家庭，為眾多消費者提供了一個簡單的參考。

太陽能真的省下電費嗎？

先前許多研究只關注太陽能直接節省的公用事業費用，這很容易誤導民眾，畢竟如果不考慮安裝成本，節省的金額中位數高達1987美元（約65,000台幣）。而再考慮所有成本的情況下，美國家庭每年所節省的電費中位數落在691美元（大約台幣22,500元）。

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不同於先前許多研究，這項研究提供了更完整的核算，包括了前期的安裝費、持續的貸款或租賃付款，以及任何太陽能的激勵政策。同時，也比較了不同收入家庭所獲得的利益。

研究發現，低收入戶家庭安裝太陽能板時，家庭能源預算的比例從7.7%降低到 6.2%，估計每年節省660美元。在中等收入家庭中，能源支出比例從4.1%降至 3.3%，每年節省674美元。在高收入家庭中，能源支出從2.4%下降至1.9%，每年節省711美元。

不同地區差異很大

研究人員發現，並非每個家庭都可以從太陽能中受益。平均而言，採用太陽能只降低了約四分之三美國家庭的能源成本。這是因為地區不同氣候也不一樣。西部地區尤其是加州，高昂電價和激烈競爭的太陽能市場使得能源成本大幅下降。中西部較不明顯，但東北部的家庭由於依賴丙烷、燃油等非電力來源，使用太陽能能稍微降低其能源成本。

然而，在南部地區，使用太陽能實際上增加了整體的能源成本。這是因為南部地區本身的電價非常低，舉例來說，對於低收入南方家庭來說，太陽能的成本將使該家庭每年多花435美元（約台幣13,000元）的支出。整體來說，美國西部地區安裝太陽能的低收入居民受益最大，估計家庭收入中用於能源的比例從7.3%下降至5.7%，每年節省約821美元。

未來與展望

太陽能是降低能源成本的一項偉大策略，尤其對於無法負擔現代、更節能電器的低收入戶家庭來說，然而這些家庭仍需要援助以負擔前期費用。未來，實驗室團隊將研究太陽能對於更廣泛的家庭，包括租屋族和多戶型公寓，並且擴大研究範圍，納入社區太陽能或其他不需要屋頂產權的情況。

資料來源:TechXplore

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香港城市大學的科學家，開發出了高效且穩定的新型鈣鈦礦太陽能電池，其生產速度甚至可以跟報紙印刷相媲美，日產量可以達到驚人的1,000塊太陽能板。

編譯／高晟鈞

香港城市大學的科學家，開發出了高效且穩定的新型鈣鈦礦太陽能電池，其生產速度甚至可以跟報紙印刷相媲美，日產量可以達到驚人的1,000塊太陽能板。新型鈣鈦礦太陽能電池擁有柔性、半透明特性，可以製成吸光玻璃窗，在像是高層建築密度較高的城市（例如香港），實現「城市太陽能發電廠」的碳中和永續概念。

寬帶隙鈣鈦礦

近幾年，由於輕盈、薄型、半透明的物理性質，加上高能源轉換效率，使得鈣鈦礦光伏技術受到前所未有的關注。鈣鈦礦太陽能電池具有光活性層帶隙（能隙）可調性，可以透過不同元素組合來調整能隙。

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然而，寬能隙鈣鈦礦的運作穩定性一直是科學家面臨的挑戰。對此，香港研究團隊設計了一系列有機氧化還原介體，利用氧化還原與化學合成的方法，從根本上解決了難題，保證了寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。

穩定的鈣鈦礦

香港研究團隊所開發的鈣鈦礦「有機串聯太陽能電池」，在45^OC下連續運作500小時後，仍然保留了90%以上的初始功率轉換效率（PCE）。該新型鈣鈦礦太陽能電池達到了創紀錄的25.22%效率（認證為 24.27%），即使在潮濕空氣（相對濕度 70-80%）中也表現出良好的運作穩定性。

由於鈣鈦礦太陽能電池即使在微弱的室內光線下也可以吸收能量，還能應用於各種不同型狀，擁有良好的應用多樣性，可以被整合至不同環境，從一扇窗戶到一棟建築甚至是一整座農場。研究團隊預計將在一年半內，在香港建立一條年產25兆瓦的相關產線，並向投資者推出測試用的產品。

資料來源:TechXplore

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GPS導航可能失效？來自美國南加州大學的研究員，正致力於製造更小、更精確的原子加速感測儀器，以便在GPS故障或是沒有訊號時用於導航。

編譯／高晟鈞

來自美國南加州大學的研究員，正致力於製造更小、更精確的原子加速感測儀器，以便在GPS故障或是沒有訊號時用於導航。

GPS導航

疫情過後，相信許多讀者都去往了世界各地旅遊，而說到旅遊必備的手機應用程式，想必除了翻譯軟件外，便是GPS導航了。我們現在最常使用的手機導航便是Google map了；然而，儘管強大如Google map，在沒有網路、手機訊號的地方，也必須面臨巧婦難為無米之炊的難題。

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GPS（Global Positioning System），全球衛星定位系統，利用裝置接受衛星訊號，來計算你位於地表上的位置。事實上一般來說，無論是車用導航、專業登山GPS或是手機定位GPS都是免費，且完全不需要手機訊號或是網路的。一般會誤以為GPS需要網路，是因為Google地圖為線上地圖，需要透過網路下載圖資才可以使用。

不過，即使衛星無線電訊號不需要網路，也有訊號無法穿透或是覆蓋的地方，例如地下隧道。此外，GPS其實很容易受到干擾，尤其在各國間的現代衝突越來越電子化的背景下。因此，我們必須為GPS失效做好準備，而量子感測在許多方面都有著幫助甚至取代GPS的巨大潛力。

量子感測

利用慣性原理的傳統導航儀器是穩定，且不易受到干擾的，因為它們是透過累積加速度和旋轉來測量位置的變化。一般來說，科學家使用加速度計來測量特定方向移動的距離和速度，而陀螺儀則被用來測量方向的變化與轉動距離。

基於慣性系統的基礎，研究團隊希望使用「原子」來進一步降低誤差，提高測量的精確度。這是因為原子在不同地方的行為方式完全相同。現在，利用原子建造不同感測計所面臨最大的難題，是如何將尺寸小型化，滿足公眾使用，同時保持高精度、低能耗的特性。

許多飛機、船隻都會搭載慣性系統導航儀器，使其在空域與水域中不至於迷失方向。然而，現有的機械感測器容易因摩擦導致磨損，導致每年的設備更換都需要耗費大量資金。此外，這些儀器的製造成本高昂，技術含量高。

因此，許多國家正在積極尋求對慣性系統進行升級，對此，研究團隊所開發的量子方法，可以在沒有移動零件的情況下，滿足加速度測量的需求。研究團隊正積極為美國國防部優化這些系統，持續在在方便性和準確性間取得良好平衡，進而縮小規模並提高成本效益。

資料來源: Phys.org

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來自日本大阪的研究團隊發現，一種名為「噻吩二酮」的新型有機分子竟然表現出超高效率的磷光（Phosphorescence）現象，達到傳統材料的十倍以上。

編譯／高晟鈞

來自日本大阪的研究團隊發現，一種名為「噻吩二酮」的新型有機分子竟然表現出超高效率的磷光（Phosphorescence）現象，達到傳統材料的十倍以上。

磷光是什麼？

磷光是一種緩慢發光的光致發光現象。當某種常溫物質，經由特定波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射時，可以吸收光能並進入激發態，然後緩慢地降回基態並發出長於入射光波長的出射光。

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這種緩慢的退激發過程，使得磷光多被用於有機電致發光器（OLED）和癌症診斷等應用。然而，到目前為止，在不使用銥和鉑等稀有金屬的情況下實現高效磷光一直是一項重大挑戰。當分子從高能態轉變為低能態時發生磷光，也會以熱形式損失能量，而這種競爭關係會削弱磷光的效率以及生成速度。

研究重大突破

雖然先前的研究表明，將某些結構元素融入有機分子中可以加速磷光的產生，但依舊未能與稀有金屬材料的效率相匹配。對此，研究團隊偶然發現了一種名為噻吩二酮的有機分子，在磷光的生成速度以及效率都取得了卓越成績，效率更是達到先前的十倍以上。

這項研究為開發非稀有金屬的有機磷光材料打開了新的大門，降低OLED裝置、照明和醫療診斷技術的成本，並在效率方面更上一層樓。

資料來源:Phys.org

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國外研究團隊，在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路「人造原子」，有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式，幫助人們免受網路威脅。

編譯／高晟鈞

由漢諾威萊布尼茨大（LUH）、布倫瑞克聯邦物理技術學院（PTB）和斯圖加特大學的研究團隊，在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路，有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式，幫助人們免受網路威脅。

傳統的加密方法

傳統的加密方式依賴複雜的數學演算法，並受到電腦計算能力的限制。現在隨著量子電腦的興起，其強大的演算能力使得傳統的加密方式相對脆弱。

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因此，一種名為量子金鑰分發（Quantum key distribution, QKD）正一步步成為更加牢固的加密技術。QKD式利用量子力學特性實現密碼協定的安全通訊，透過將資訊編碼成量子態，使駭客竊聽資訊失敗的機率大幅提升。

量子態具有不確定性與不可複製性、需要被測量才能決定，不同的測量方式會產生不同的結果。因此，如果駭客想要竊聽、複製資訊時，必須先對量子態進行測量，而這會使被傳遞的量子態發生變化且立刻被察覺。如果要得到完整正確的資訊，除了需要使用正確的方式去測量量子態，也需要有古典金鑰來校正因為量子不確定性而產生的錯誤。

然而，儘管經過了多年優化，但由於現有量子光源的限制，建立大型網路始終遙不可及。

第一條量子通訊鏈路

研究團隊透過使用半導體量子點作為單光子源，是一種「人造原子」，擁有類似於原子的為小結構。最終，研究團隊成功在漢諾威和布倫瑞克之間的69公里距離內，通過光纖連接兩地，實現了第一條量子通訊鏈路「下薩克森量子鏈路」。

該設備原理是透過量子點設備發射單光子，控制其偏振並將其發送到布倫瑞克進行測量，而這個過程正是量子金鑰分發的基礎。安全通訊的需求可謂伴隨人類歷史而始終存在，從傳統的數學加密到如今的量子加密，或許不久後便能真正邁向量子互聯網的時代。

資料來源:Innovations

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