激子　下一代電子設備關鍵元素

編譯／高晟鈞

電子設備已經成為現代社會中不可或缺的一部分，電子科技業更是貴為現今最有潛力的行業之一。然而，隨著部分互聯網的使用越來越頻繁，我們對於處理速度與小型化的需求越發增長。

在互聯網領域中，傳輸與存儲信息時會消耗大量的能量，並且傳輸過程中會損失其中的一部分。多年來，工程師們正努力克服這些障礙，例如通過研究激子和其在二維材料中的行為，來找到相應的解決方法。

激子，由一個電子（負電荷）和一個空穴（正電荷）組成。有專家認為，激子掌握著下一代電子設備的關鍵，它更快、更小、功率損耗更低。對於替代電子或是與電子協同作用的激子，它攜帶數據與運行計算的媒介，是光，而非電。

雖然光已經被廣泛用於傳輸信息，但基於光的計算系統，一直受到材料限制和可擴展性問題的阻礙。來自本文作者實驗室的Edoardo Lopriore說道：「與電子不同，激子在材料中移動時所產生的熱量要低得多，並且與光可以產生良好反應。」理想條件下，激子可以達到超流體狀態，它可以在沒有能量或是阻力的情況下移動──這也意謂這它可以沒有任何功率損失。

為此，EPFL的工程師找到一種方法來控制激子間的相互作用。他們開發一種由不同材料組成的多層測試系統。頂層和底層由金屬製成，中間由絕緣材料和二維半導體組成。工程師們在他們的設備施加了一個電場，發現他們可以藉此控制激子的排斥作用。而這將對凝聚態物理學的研究，奠定良好的基礎。

研究團隊表示：「這項發現對於我們進一步控制激子相當重要，期待我們有一天可以以對環境更負責任的方式進行數據處理。」

資料來源:Phys.org

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