首頁發布時間: 2009-02-23
本院物理研究所陳洋元研究員主導的一組研究團隊，於2008年2月國際專業期刊「應用物理通訊」(Applied Physics Letter)，所發表的鎳奈米電、熱傳導之重要研究成果。日前，根據該期刊之統計，一年內共獲得超過1033次下載記錄，使得這篇原本即被選為當期封面的熱點論文，更加受到重視。
研究團隊解釋，半導體內IC晶片內的奈米線路，其尺寸越小除可縮小元件體積外，製作成本也越低。然而，小到奈米尺寸大小，卻會面臨量子效應，產生與原來物質電、熱、磁相異等之特質。因此，如何運用此一新的物性，又可降低成本，就成為材料學者努力的終極目標。此次這篇刊登於「應用物理通訊」被下載逾千次的論文，即是陳洋元研究員之研究團隊以一根磁性的鎳奈米線，懸吊在一掏空的矽基板上，成功地測量出導電率與熱傳導率。這是首次量測到單根奈米線的熱電性質嶄新技術之發表。
陳洋元研究員解釋，由於奈米線是肉眼看不到的，因此，這項研究從製造到量測的每一個階段，都必須借助掃描電子顯微鏡的觀察與定位。這不論在實驗技術、以及電子量測儀器設計上，都具有極高的困難度。研究團隊花費整整一年的時間，才挑戰成功，將此單一根鎳奈米線以電子顯微圖像配合實驗數據，清楚呈現世人眼前。
該研究結果顯示，受到奈米線的結構與內在缺陷所影響，鎳在奈米尺寸上，與一般塊材形式相比較，其熱流比電流受到更大的壓制。也就是說，鎳奈米線傳熱的能力變弱，有利溫度差的維持；未來若成功推衍此結論，可藉著奈米技術，大幅提升熱電材料熱能轉換成電能的效率，達到太陽能充分作為再生能源的目標。 同時，這個可以精確量測單根鎳奈米熱電傳導性質的創新研究技術，未來也可應用在其他磁性材料如鐵、鈷等元素上，甚至應用到鎘硒之類的複合物上，使半導體產業具有無窮的發展可能性，這也是此篇論文受到國際矚目的意義所在。
