記者施春瑛/台南報導
成大物理系副教授兼成大前沿量子科技研究中心成員張泰榕,率領學生與國外大學研究團隊合作,除了分析新合成的量子材料,確認為「本質鐵磁性軸子絕緣體」外,也解析「鐵磁性截半六邊形鑲嵌材料」,這兩種材料皆有機會實現量子奇異霍爾效應,對零電阻電流的相關應用往前推進了一小步,研究成果發表於國際期刊《Science Advances》以及《Nature》。
科學家們認為,「量子奇異霍爾效應」是實現零電阻電流的有效途徑之一,因此全球在這方面的相關研究不曾間斷,積極找尋能實現量子奇異霍爾效應的「本質磁性拓樸材料」。
美國加州大學洛杉磯分校Ni Ni教授團隊今年合成出全新的鐵磁性材料,並由羅拉多大學波德分校Dan Dessau教授研究團隊進行光譜量測,但對這個新材料的物理性質仍一片模糊。因緣際會下Ni Ni教授聯繫上成大副教授張泰榕,請其對該材料進行理論分析,經過數月的努力,理論顯示此一新合成的材料竟然是「本質鐵磁性軸子絕緣體」,此材料如果做成奈米薄膜,將有機會實現相對高溫的量子奇異霍爾效應。
另外,北京大學賈爽教授團隊合成出「鐵磁性截半六邊形鑲嵌材料」,普林斯頓大學M. Zahid Hasan教授在掃描穿隧光譜等實驗中,觀察到該材料有機會實現零電阻電流的間接證據,但投稿期刊後,審稿員要求提供理論計算來佐證,張泰榕團隊在此時加入合作,提供理論方面的協助,強化實驗結果的可信度,三方合作成果發表於《Nature》。
對於能夠順利完成這兩項研究工作,張泰榕說,多虧有田鴻儒、廉上葦這兩位博士生,不然要在短時間內完成計算與理論分析真是不容易,單獨一人絕對沒辦法完成。