成大研發導電硬質高熵材料 可應用至半導體產業、引起全球關注李琦瑋 (2024-07-04 15:57:20)

成功大學４日宣布成功研發出導電硬質高熵材料，具有高導電和高耐磨性的合金成分，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，相關研究成果已刊登在國際頂尖期刊「Nature communications」，引起全球關注。

記者／李琦瑋

成功大學４日宣布成功研發出導電硬質高熵材料，具有高導電和高耐磨性的合金成分，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，相關研究成果已刊登在國際頂尖期刊「Nature communications」，引起全球關注。

高熵材料是由多個主要元素在接近等莫耳下組合而成，為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。

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國立成功大學電機系教授施權峰組成的跨領域高熵團隊，集結成大材料系教授劉浩志、許文東、台師大光電所教授楊承山以及成大博士生葉政賢等人，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，並將其鍍製在原子力顯微鏡探針表面時可以延長使用壽命，增強探針在掃描物體表面時的原子級表面影像。

施權峰提到，該研究從光學、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，論文標題為Low-frequency conductivity of low-wear high-entropy alloys。

施權峰說，該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。

許文東指出，高熵合金過往的研究著重在其機械性質，然對其光學性質和電性質的研究可以拓展其在半導體領域的應用，對一個新興材料而言是很令人興奮的事。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。

楊承山說明，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。

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