News / Press Release

吳忠霖, 陳家浩, 半導體, 二維單原子層二極體, 二硒化鎢二極體
科技部研究成果發表記者會 —本中心陳家浩博士與用戶成功大學吳忠霖教授成功研發「二硒化鎢二極體」
-
2018/11/26
科技部於11月21日舉辦研究成果發表記者會: 科技部自然科學及永續研究發展司林敏聰司長、本中心陳家浩博士、科技部鄒幼涵常務次長、成大物理系吳忠霖教授與陳至瑋博士(由左至右)。

本中心陳家浩博士與用戶成功大學物理系吳忠霖教授組成的研究團隊,首度利用二硒化鎢 (WSe2),成功於室溫下實現厚度僅約0.7奈米的二維單原子層二極體,更加輕薄、更具效率,可成為超越摩爾定律*的新一代製程。此研究成果獲刊於「自然通訊」期刊 (Nature Communications),科技部為此於11月21日舉辦研究成果發表記者會。

原子級二維材料獨具的物理與化學特性有助於發展半導體相關的先進裝置,例如生物感測器、電池、太陽能光電板等。研究團隊選用二硒化鎢,屬「過渡金屬硫屬化合物」 (Transition Metal Dichalcogenides,TMDs) 的二維半導體材料。利用單層二硒化鎢與鐵酸鉍氧化物 (BiFeO3) 所組成的二維複合材料,在無需金屬電極加入的情況下,即可調控二維材料電性形成二極體。除了能大幅降低電路製程與設計的複雜度,亦可避免短路、漏電之狀況。相較於傳統的矽半導體材料,「二硒化鎢二極體」在厚度上突破三奈米製程極限,符合積體電路更薄、更小、更快的未來趨勢。以自駕車的發展為例,如此的二維單原子層二極體能滿足自駕車的人工智慧晶片與機器學習對於大量計算與電力運用效能之需求

為了直接觀察上述二維複合材料之電子結構,研究團隊利用台灣光源TLS 09A1光束線的「掃描式光電子能譜顯微儀」實驗站,實驗站可提供高空間及能量解析力,再配合光電子能譜術的表面靈敏度,極適合探討超薄二維材料複合系統的電子、化學結構。

*摩爾定律 (Moore's Law) 是由英特爾 (Intel) 創始人之一 – 戈登摩爾 (Gordon Moore) 在1965年提出來的。他觀察到積體電路上每平方英吋裡可容納的電晶體數目,約每隔兩年便會增加一倍。這個定律長久以來扮演著科技產業的指導原則。