阿秒光脈衝研究獲諾貝爾物理獎 專家:就像「更快的快門」可讓半導體元件更進步

今(2023)年的諾貝爾物理獎由阿秒光脈衝研究者獲得。對此,學者解釋,以相機為例,阿秒光脈衝就像「更快的快門」,能解析電子在奈米世界的運動行為,而這有助於材料科學發展,讓半導體元件性能更進步。

阿秒光脈衝有助於讓半導體元件更進步。(圖/取材自維基百科)
阿秒光脈衝有助於讓半導體元件更進步。(圖/取材自維基百科)

今年的諾貝爾物理獎由安妮.呂利耶(Anne L’Huillier)、皮耶.阿戈斯提尼(Pierre Agostini)和費倫茨.克勞斯(Ferenc Krausz)獲得殊榮,以表彰他們在阿秒光脈衝的貢獻。台灣科技媒體中心近日也舉辦線上媒體說明會,邀請陽明交大、清華大學、中央研究院等學者解析此領域研究。

陽明交大生醫光電研究所助理教授賈世璿說明阿秒光脈衝用途。他以相機快門為例,表示若要捕捉瞬間移動的現象,需要很快的快門,科學家一直想要研究相機快門的極限,來看到更細微的物理現象。

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賈世璿說,不同的微觀動態具有不同的時間尺度,例如要看到動態的化學反應,需要能看到10的負12次方秒的現象,但若要看到比化學反應更快的電子運動的行為,則需要更快的光脈衝作為快門。換言之,運用阿秒光脈衝的研究可以讓我們產生更快的快門,藉由比較兩個快門拍的東西,知道電子在物質中的動態行為。

賈世璿進一步說明,阿秒光脈衝產生的研究領域和強場物理及超快光學有關,運用不同的條件可讓快門的速度更提升,除了觀測上的應用,也用於更快速操縱電子的行為;可以理解成,一秒當中可以同時處理的事情變多了,相關應用例如電腦運算,就可以一秒同時做更多運算、儲存更多位元的資訊,或是可能貢獻在半導體的製程中需要的雷射技術。

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中央研究院物理研究所助研究員溫昱傑則認為,阿秒光脈衝獲獎是另一個雷射技術的進步使物理進展快速的案例,而且在阿秒的時間之下,除了電子,其他物質都是凍結的,所以可以很單純的了解電子在基礎物質的行為特性,例如水、金屬、半導體、超導體等等。這類研究有助於研發半導體這類涉及電子在材料之間轉移或散射等現象,會影響我們去研究、發展新的材料,幫助量子材料科學的發展,預期會讓半導體元件性能更進步。

  • Yahoo財經特派記者 侯冠州:自進入新聞產業後便於科技領域鑽研,採訪足跡遍及台積電、鴻海、NVIDIA、Arm等外商與台企,期許能在瞬息萬變的科技產業中提供讀者真實、專業的新聞內容。