「前瞻量子材料與元件」團隊成員(14人)
姓名 | 職稱 | 單位 |
張文豪 | 教授/小組主持人 | 電子物理系 |
朱英豪 | 教授 | 清華大學材料科學工程學系 |
羅志偉 | 教授 | 電子物理系 |
曾院介 | 教授 | 材料科學與工程學系 |
許鈺敏 | 副教授 | 電子物理系 |
吳建德 | 副教授 | 電子物理系 |
羅舜聰 | 助理教授 | 電子物理系 |
葉勝玄 | 助理教授 | 國際半導體產業學院 |
鍾介文 | 助理教授 | 電子物理系 |
林俊良 | 助理教授 | 電子物理系 |
郭昌洋 | 助理教授 | 電子物理系 |
黃彥霖 | 助理教授 | 材料科學與工程學系 |
楊朝堯 | 助理教授 | 材料科學與工程學系 |
林御專 | 助理教授 | 材料科學與工程學系 |
「前瞻量子材料與元件」總目標及短中長程目標
總目標:本計畫擬定以量子材料為基礎,以開發極低耗能元件以及量子電腦/量子通訊應用之關鍵元件技術為目標,藉此延續我國半導體產業的領先優勢,並為後矽基半導體世代產業之元件技術尋找新契機,厚植我國量子科技高階人才,奠定未來量子科技產業的基礎。國科會刻正積極推動目標導向型之量子科技專案研究計畫,以實現可運作之量子電腦與量子通訊系統為主要目標,因此排除了短期無法積體化、晶片化與擴充化的探索型研究。團隊的總目標與國家推動方向一致,而短中長期目標則與國科會量子科技專案計畫呈現互補性,藉由量子材料的探索與元件技術開發,替未來的量子技術尋找新的方向。為達成上述終極目標,本計畫擬定短中長期目標如下:
短期目標(2023-2024年):(1)強化量子材料合成優勢技術,涵蓋超導體、半導體、多鐵及拓樸物質之三維與二維材料,開發不同維度材料之異質整合技術。(2)整合量子材料物性分析平台,結合核心成員之極端條件物性分析技術(極低溫、高壓、高磁場、飛秒超快、原子解析以及同步輻射高解析能譜),藉此探索量子材料之基礎物性。(3)建立量子元件製程整合技術,包含超高真空薄膜沉積及低溫氧化層等製程,開發量子元件關鍵製程技術。
中期目標(2024-2025年):(1)探索各量子材料系統的新穎物性/功能性,如非典型超導特性、多鐵氧化物之電荷-軌道-自旋-晶格間之交互關聯效應、自旋量子態於鐵磁共振下之行為、反鐵磁拓樸絕緣體光誘發超快反應、二維近藤拓樸絕緣性、二維異質莫列超晶格、二維半導體元件低頻噪音研究。(2)開發量子材料之操控技術,包括電子自旋與相位操控、飛秒光讀寫操控技術、拓樸絕緣體之同調操控、電荷-自旋轉換操控以及拓樸軟物質之光子角動量操控等。(3)設計並優化量子元件架構,包含磁電自旋-軌道(MESO)元件,量子自旋電子元件、高速光控開關與磁記憶體讀寫、矽化物拓樸超導量子位元、量子光源、單光子偵測器等元件。
長期目標(2026-2027年):(1)開發可與矽基半導體整合的低耗能元件,包含磁電自旋軌道元件,量子自旋電子元件、高密度/高速讀寫記憶體元件以及二維半導體元件。(2)開發與超導量子位元/自旋量子位元相容的新形態量子位元之元件架構,包含矽化物(CoSi2)及氮化物(NbN/TiN)超導體、拓樸絕緣體與二維材料之量子位元。(3)開發可應用於量子通訊技術之光電元件,包含高效率單光子/糾纏光子源、單光子偵測器、可重置之光量子態控制元件(拓樸軟物質)。