前瞻技術脈動：先進材料與技術（202312）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2023年11月17日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202312）

新的研究推進了計算的現在和未來
為了改進現有半導體技術並開發高效的神經型態晶片，德州大學奧斯汀分校進行了兩項研究，首先以具有自然雙極性(ambipolar)的超薄二維材料製造邏輯閘，能減少電路中所需的電晶體數量約一半，縮小晶片尺寸與耗能；另外則是用磁性材料創建一種新型人工神經元，其對於處理雜訊的效果更佳，在神經網路的圖像識別表現尤其出色，適合在邊緣運算及具太空輻射的應用場景。相關研究成果已發表於《ACS Nano》及《Applied Physics Letters》期刊上。
參考資料：The present and future of computing get a boost from new research. TechXplore, 2023/07/20.

研究通過聲波測試使太陽能電池更便宜
美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)科學家領導的研究，聲波可以在使 III-V太陽能電池更便宜地應用於地球上方面發揮作用。在一種稱為聲剝落(acoustic spalling)的新工藝中使用聲波，有可能顯著降低此類高效太陽能電池的製造成本。研究人員表示這對於基板的再利用來說是非常有前景的。現有技術使用犧牲蝕刻層，允許將電池從砷化鎵(GaAs) 基板上剝離，以便再次使用基板，但該過程需要數小時，並且會留下需要拋光步驟的殘留物。拋光相對昂貴並且限制了這種襯底再利用方法的潛在成本節約。相比之下，剝落需要幾秒鐘時間，在基材內產生幾乎平行於其表面的受控斷裂。這種斷裂使得電池可以輕鬆移除，進而從基板內部露出一個新的、無污染物的表面，無需拋光。標準GaAs層的剝落會在基板上產生相對較大的刻面，會消耗額外的材料，並可能需要在基板重新使用前進行平坦化（通過拋光或其他方法）。這項最新進展使用聲學剝落或聲波來控制斷裂，抑制刻面的形成，並提高基材的平整度。
參考資料：Research puts sound waves to test in making solar cells cheaper. TechXplore, 2023/07/20.

堅固、低成本的感測器可監測設備中的熱流以增進效率
東京大學的研究團隊開發了一種新型熱流感測器，利用鐵和鎵等磁性材料，透過異常能斯特效應(ANE)將熱能轉換為電信號，並將前述磁性材料與電極結合，在薄型塑膠片上製作微小電子電路，以即時呈現電子或機械設備內部的熱能流動。該技術有望應用在許多領域，如動力發電、資料中心、製造業和醫療領域。這款感測器的開發將為未來科技帶來更多可能性，相關研究成果已發表於《Advanced Materials》期刊上。(806字；圖1)
參考資料：Robust, low-cost sensor can monitor heat flow in devices to improve efficiency. TechXplore, 2023/07/24.

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