清華大學(xué)表示，清華化學(xué)系教授黃暄益團(tuán)隊(duì)發(fā)表「晶面效應(yīng)」理論，大學(xué)電性以研究證實(shí)即使採用同樣化學(xué)元素製成的證實(shí)晶體，只要形狀不同，晶面及磁就會因晶體表面薄層和內(nèi)部晶格排列的效應(yīng)性差異，產(chǎn)生不一樣的理論電性、光學(xué)性質(zhì)及光催化活性。發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)研究成果登上頂尖期刊《Small》，半導(dǎo)可望啟發(fā)下一世代半導(dǎo)體研究的體不同壓創(chuàng)新突破。

清大指出，清華學(xué)界過去認(rèn)為相同晶體的大學(xué)電性導(dǎo)電度、光學(xué)性質(zhì)等各項(xiàng)理化性質(zhì)應(yīng)該都是證實(shí)一樣的，但黃暄益多年前就發(fā)現(xiàn)，晶面及磁氧化亞銅八面晶體最導(dǎo)電，效應(yīng)性其次是理論立方晶體，菱形十二面晶體則完全不導(dǎo)電；此外，氧化亞銅菱形十二面晶體的光催化活性最佳，其次是八面晶體，立方晶體則不具光催化活性，且不同形狀晶體呈現(xiàn)的顏色也不一樣。而許多研究者面對這些差異，並未進(jìn)一步探究這個(gè)現(xiàn)象，但這反而激起了黃暄益的好奇心，希望能以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)這奇特的晶面效應(yīng)。

黃暄益表示，假設(shè)晶體表面有一薄層，因原子位置的極小差異，使得表層的晶格排列方式與內(nèi)部晶格出現(xiàn)變化，因而造成不同的電荷移動(dòng)、光吸收效果。黃暄益比喻，「就如同生魚片表面用火焰微烤一下，外觀貌似相同，但香味及口感就會產(chǎn)生變化。」

為證實(shí)這項(xiàng)假設(shè)，黃暄益團(tuán)隊(duì)使用國家同步輻射中心的高解析度 X 光照射晶體，並以高解析電子顯微鏡進(jìn)行觀測，果然發(fā)現(xiàn)八面晶體、立方晶體、菱形十二面晶體上的晶格排列都不一致，證實(shí)了「晶面效應(yīng)」理論。依此理論，半導(dǎo)體也會產(chǎn)生不同的壓電性及磁性。

團(tuán)隊(duì)中清大化學(xué)系博士在職生、同時(shí)也是國家同步輻射中心研究助理的陳柏豪指出，臺灣光子源高解析粉末繞射實(shí)驗(yàn)站的光源強(qiáng)、光束直且不易發(fā)散，因此實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度很高。他取氧化亞銅奈米晶體粉末，填充在只有直徑 0.3mm 的毛細(xì)管中，並用 X光 照射曝光，發(fā)現(xiàn)圖上有兩個(gè)繞射峰，顯示晶體表面跟內(nèi)部確有兩種不同的晶格排列方式。

黃暄益認(rèn)為，了解晶面效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)制，能讓未來的半導(dǎo)體材料應(yīng)用更廣泛，例如利用晶面控制電荷轉(zhuǎn)移，或挑選適當(dāng)?shù)木娼M合製成電晶體。黃暄益感謝國家同步輻射研究中心的技術(shù)支援，讓他堅(jiān)信多年的假設(shè)終於得到證實(shí)。

(首圖來源：清大提供)