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量子材料新發現 臺師大以化學合成打破自然限制

臺灣師範大學量子材料合成實驗室團隊發現,稀磁性材料中的原子級摻雜技術,使材料具有長發光生命週期,為量子材料的化學合成取得關鍵性進展。(臺師大提供,中央社)
臺灣師範大學量子材料合成實驗室團隊發現,稀磁性材料中的原子級摻雜技術,使材料具有長發光生命週期,為量子材料的化學合成取得關鍵性進展。(臺師大提供,中央社)

【記者林紫馨/臺北報導】新興無線通訊技術被視為未來加密通訊中的技術布局重點,吸引各國投入研發量子材料。臺師大量子材料合成實驗室團隊透過實驗研究,讓稀磁性材料於室溫下可呈現出極低溫下的塞曼效應和零場分裂能,為量子材料化學合成取得關鍵性進展。

臺灣師範大學12日表示,人工智慧的發展,帶動巨量資料急速攀升,5G等高效能傳輸需求越來越大,傳統通訊受限於網際網路安全性及傳輸距離,導致保密通信成本增加,而具加密運算技術的量子通訊,可大幅保證通訊安全,也吸引各國投入資源,研發量子材料和發展量子相關技術。

臺師大化學系助理教授劉沂欣的量子材料合成實驗室團隊,集結5年實驗及跨領域研究,提出以有機、無機半導體材料,透過溶劑熱法引入錳離子合成原子級的二維單層半導體,材料於室溫時可呈現出極低溫下的強塞曼效應和零場分裂能,有助於開展與光源相關的自旋量子材料製備。

臺師大指出,此稀磁性材料中的原子級摻雜技術,亦使材料具有長發光生命週期,有機會實現於腔量子電動力學及單量子點發光體的應用,並為量子材料的化學合成,取得關鍵性重要進展,論文近期刊登於美國化學會發行的《美國化學會期刊》(Journal of the American Chemical Society)。

其中,量子材料表現出三項獨特的特徵:場擾動、量子糾纏和超導性之響應。量子材料中的糾纏現象,可應用於訊息不可複製的加密新元件,可做為「量子通訊」中的關鍵元件及訊息處理器,視為量子材料的嶄新應用。

關於未來研究方向,劉沂欣表示,希望能與光電相關系所合作,為各類化學材料進行元件測試,確認常溫下塞曼效應的實際作用,以評估未來投入量子材料之可行性。◇