成大跨領域團隊 研發導電硬質高熵材料

高熵材料由多個主要元素在接近等莫耳下組合而成,是近年材料科學最熱門的領域,元素多樣化的組合突破傳統限制讓週期表產生新生命,也開啟了材料應用的創新選擇。該研究成果已刊登在國際頂尖期刊「Nature communications」上,引起全球關注。

國立成功大學電機系施權峰教授組成的跨領域高熵團隊,結合臺師大及成大等研發團隊的專業,運用鍍膜、計算材料科學、太赫茲(兆赫)光電子學、原子級表面技術,解鎖該領域重要的學術課題,研發出全新的高熵材料,兼具導電又耐磨的特性。將其鍍製在原子力顯微鏡探針表面時可以延長使用壽命,並增強探針在掃描物體表面時的原子級表面影像。

這項研究從光學、力學、電學和計算材料科學的學理出發,提出了高熵材料可以透過元素線性組合設計電導,並證明電子傳輸行為跟電子有效質量、電漿頻率與鬆弛時間有關聯,這是高熵材料領域重要發現。在此基礎之上,未來高熵材料的設計將更為寬廣。

施權峰教授表示,這篇研究是跨領域合作的成果,在高熵合金的導電機制學理上有重要的貢獻,相關延伸應用能夠帶來半導體、連接器、通訊、被動元件等產業,並帶來突破性革命。許文東教授指出,透過模擬計算的方法,開發高熵和金的光學性質和電性質的預測模型,可以加速這種材料在光電半導體的應用,有助於將此材料推向產業化。

劉浩志教授表示,這次將高導電低磨耗高熵材料應用在掃描探針量測技術上,確切展現高熵材料的優勢,也開啟了更多產業關鍵技術提昇的可能。楊承山教授說明,高熵材料全新的電子傳輸與光學特性將決定其可以應用的場域,而如何從基礎物理出發,發展出適合它的量測手段並描繪出機制,將有助於提升未來光電半導體元件之效能和設計理念。團隊感謝國科會高熵專案計畫多年的支持。【記者  鄭昱庭整理報導】