台師大跨國研究 解開相對論電漿現象謎題

台灣師範大學跨國研究團隊發現並成功解釋超潔淨石墨烯中的量子臨界相對論電漿現象，對於未來超快量子元件發展，扮演舉足輕重角色。而研究團隊研發微小化的兆赫波系統設計，更可望使兆赫波技術廣泛應用於高速無線通訊、儀器與檢測、新穎材料及國土安檢系統，進而改變人類生活。研究成果近期刊登於國際權威學術期刊《科學》（Science）。

台師大光電所助理教授楊承山與美國加州大學柏克萊分校物理系組成的跨國研究團隊，成功設計出兆赫波微小晶片（On-chip），測量石墨烯中電子溫度介於77K和室溫（300K）之間的量子臨界相對論電漿現象，以確認電荷中性附近的量子臨界散射率。透過這種方式，團隊證明了狄拉克流體在石墨烯的實驗結果與相對論流體動力學理論之間的定量一致性，意味著石墨烯應具有相對論現象，解開十幾年來二維材料科學中無法解釋的謎題。

台師大指出，石墨烯是電阻率最小、導電性最佳的物質，是已知強度最高的物質，其透光性、導熱性、韌性也非常好。兆赫波則是一種電磁波，可應用在海關、警局、醫院等安檢設備，用來檢測X光偵測不到的塑膠炸彈、陶瓷武器及生物藥劑等危險物品；在通訊方面，兆赫波比目前使用的微波傳輸頻寬更廣，與光纖通訊網路結合，將能突破傳遞的距離限制，提供更快的網路服務，甚至比Wi-Fi標準快上數百倍速度。

楊承山提到，把十幾年前只有在理論預測過的物理現象直接觀察並解釋出來，即使過程曲折漫長，仍然覺得欣喜並心存感謝。他希望在學術研究的漫長道路上，持續追求真理。同時也期待研究成果在未來的某一天，能對台灣的產業界與社會大眾有所貢獻。