記者林怡孜∕台南報導
雙層半導體材料也能有效發光。成功大學核心設施中心林光儀博士攜手台灣師範大學及跨校研究團隊，成功透過原子堆疊技術，改變雙層二硫化鉬（ＭｏＳ2）的電子結構，突破傳統雙層材料發光效率降低的限制。研究成果於十月一日刊登國際頂尖科學期刊《Nature》，為新世代超薄光電元件及半導體材料開發提供新方向。
隨著晶片製程持續微縮，傳統矽基半導體逐漸面臨物理與製造成本限制，科學界積極尋找新材料。其中，厚度僅有原子尺度的二維半導體，被視為未來電子與光電元件重要候選材料，但如何兼顧材料厚度與發光效率，始終是一大挑戰。
林光儀指出，二硫化鉬在單層狀態下具有良好的發光特性，但增加至雙層後，通常因原子排列及層間交互作用，使材料由「直接能隙」轉為「間接能隙」，導致發光效率大幅下降。研究過程中，團隊意外發現部分雙層材料仍具有明顯發光現象，因而展開深入研究。研究團隊運用兩階段化學氣相沉積(ＣＶＤ)技術，搭配快速淬火程序，精準控制上下兩層原子的排列，成功製備特殊的「１Ｈ堆疊」雙層二硫化鉬，使材料保有直接能隙特性。經多項實驗驗證，其激子積分發光強度約為單層材料的一點六倍，更達傳統雙層結構的約六點八倍，顯示原子排列方式足以大幅改變材料的光學表現。
這項研究由成大林光儀博士、台師大物理系教授藍彥文、陸亭樺及楊弘偉博士後研究員共同擔任通訊作者，並結合台灣大學、陽明交通大學及國家同步輻射研究中心等單位，透過電子顯微分析、光譜量測與理論計算，確認特殊堆疊結構及其物理特性。
林光儀表示，研究證明二維半導體的性能不只取決於材料種類與厚度，也能透過精準控制原子排列加以調整。未來可望應用於超薄發光元件、光偵測器、光資訊處理及量子功能元件，為後摩爾時代的半導體技術開闢新的材料設計途徑。