 放大圖片
■沈順清表示，科學界在「自旋」領域的探索可望促使微電子技術進入一個發展新時代。本報記者覃卓嘉 攝
【本報訊】(記者 覃卓嘉)小體積、強功能的電子產品層出不窮，但科學界預期，微電子技術不久將來會遭遇「瓶頸」而停滯。港大物理系教授沈順清為尋求突破，10多年來致力進行電子產品的半導體材料研究，其科研小組曾成功揭示半導體材料的電子磁性傳導的一些重要特質，去年又進一步在一種合成材料中發現新的電子磁性運動規律。沈順清指，若科學家未來可完全掌握相關知識，電子產品就可更袖珍，容量卻「無限倍」增長。而沈順清憑藉相關研究成果，獲得裘槎基金會2010-2011年度「優秀科研者獎」。
沈順清表示，半導體實際是一種導電性能介乎導電體與絕緣體之間的「半導電、半絕緣」材料，以半導體材料製成的電子元件被廣泛用於各種電子產品中，如電腦主板、電腦CPU、手機芯片、MP3芯片等均離不開半導體材料。但他指出現時科技對半導體材料的研究僅能達到原子單位程度，「科學界目前未能完全明白材料在原子單位以下的物理性質，這導致業界在10年、20年後，無法再突破生產出體積更小、容量更多的電子產品了」。
現時大部分電子產品均依靠材料中電子的電荷運輸，以傳達資訊和能量，但電荷流動會產生熱能，令電子產品出現散熱問題；另電荷流動只有「向左、向右」兩個方向，亦讓產品容量受限。沈順清指，自己的研究不在電荷方面，而在電子的磁性特性方面。大批電子在磁場影響下產生集體運動就出現物理上俗稱的「自旋流」，因磁力運動不產生熱能，這令電子產品不會有散熱問題，故沈順清認為「自旋」現象很具研究價值。
新發現提升半導體材料效能
2005年，沈順清的研究小組首個揭示，電子在自旋過程中受到一種新的切向力影響，可令其方向變化。他指，電子「自旋」因有「向上、向下、偏左、偏右」及其他無數種方向變化，善用「自旋方向」就可令電子產品容量無限倍增加。此外，2009年，團隊又在一種含碲化汞的新合成材料中，發現該材料的中間完全絕緣，但邊緣一圈存在「自旋」現象，團隊將這種新狀態命名為「拓撲絕緣體」，而有關新發現或有望提升半導體材料的效能。
沈順清指，科學界在「自旋」領域的研究才剛剛起步，但他深信相關理論有望將微電子技術帶入一個發展新時代。他表示，團隊將繼續在「自旋」理論方面的探索，包括全面了解「自旋」產生的原因、如何控制「自旋」及相關理論研究的應用等。
|
放大圖片
