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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202502）

關鍵字：單向玻璃；光學超穎材料；三維處理器；無線通訊；碳基半導體；奈米管；
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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年1月10日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202502）
 
真正的單向玻璃背後的魔法：光學超穎材料的突破
迄今為止，非互易磁電(NME)效應尚未有實際的工業應用，主要原因是大多數現有的方法僅適用於微波範圍，而非可見光，且無法利用現有技術進行製造。因此，設計一種可利用現有技術製造的光學非互易磁電超穎材料，並結合傳統材料與奈米加工技術，是解決這一問題的有效途徑。

由Aalto University研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果指出，該團隊利用非互易磁電(NME)效應開發了一種光學超穎材料。與先前的方法不同，這種NME超穎材料可利用現有技術進行製造，擴展了應用範圍，同時適用於微波和可見光。該突破性材料可徹底改變光學應用，例如創造真正的單向玻璃，實現在不需要外部磁場的情況下單向光傳輸。這項技術還可透過阻止熱輻射來提高太陽能電池的效率。
參考資料：The Magic Behind True One-Way Glass: A Breakthrough in Optical Metamaterials. SciTechDaily. 2024/02/29.

科學家利用三維處理器增強無線通訊
在無線通訊中，解決數據傳輸效率不足的問題至關重要。為此，可以將傳統的平面處理器轉變為三維處理器，並利用半導體技術來提升無線通訊的效率與性能。

佛羅里達大學的研究團隊在《Nature Electronics》期刊上發表了一項重要研究，介紹基於CMOS半導體製程的三維處理器，這種創新的處理器可顯著提高無線通訊的效率。傳統上，無線通訊依賴於二維處理器，但這對於處理大量資料時效率有限。這款三維處理器的設計理念，是透過在單晶片上整合不同頻率的處理器，實現了無線通訊的革命性進步。研究成果為無線通訊系統帶來了新的展望，可望增進大量資料處理時的效率。
參考資料：Scientists enhance wireless communication with three-dimensional processors. TechXplore. 2024/03/04.

研究人員設計了為未來電子產品設計碳基半導體的新方法
金屬奈米管可以讓電子流過任何能量，但無法關閉，這使得它們在數位電子產品中的應用受到限制。為了克服這一問題，需要生產具有特定性能的奈米管，以滿足更精確的應用需求。

一些奈米管根據其捲繞的方式，被認為是金屬的。電子可以任何能量流過這樣的奈米管。但無法關閉的問題，限制了它們在數位電子產品中的使用，因為數位電子產品使用開啟或關閉的電訊號來儲存二進位狀態。杜克大學的團隊表示找到了解決的方法，該方法採用始終讓電流通過的金屬奈米管，並將其轉變為可以打開和關閉的半導體形式。秘密在於特殊的聚合物——分子以長鏈連接在一起的物質——以有序的螺旋方式纏繞在奈米管上。將奈米管包裹在聚合物中會改變其電子特性，從導體變成半導體。但如果奈米管被打開，它就會回到原來的金屬狀態。研究人員還表明，透過改變包圍奈米管的聚合物類型，可以設計出新型半導體奈米管，可以導電，但前提是施加適量的外部能量。(972字；圖1)
參考資料：Researchers devise new ways to engineer carbon-based semiconductors for electronics of the future. phys.org. 2024/03/12.

 

 
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