清大研究二維材料突破 榮登國際《自然-材料》期刊
▲李奕賢助理教授（第一排左一）與實驗室學生。 （圖／清大提供）
國立清華大學材料系李奕賢助理教授團隊，爲國際上第一個提出半導性二維材料研究的團隊，過去一年內，代表清華材料的國際合作或獨立研究陸續登上《自然-光電子學》、《奈米通訊》及《自然-通訊》等國際頂尖期刊。該團隊與麻省理工學院物理系合作的最新研究成果，更登上3月《自然-材料》期刊。
清大表示，李奕賢團隊2012年發表的研究，剛獲選2014年先進材料十大高引用論文，並獲邀在3月美國物理協會年度峰會演講，宣傳清華團隊在二維材料的研究發展。這些殊榮，都是臺灣學術界過去少見，也讓清華大學的材料研究受到國際矚目。
李奕賢表示，二維材料爲近年來最具爆發性成長的科學領域之一，首位提出二維材料單層石墨的科學家，甚至在短短六年內即獲得2010年諾貝爾物理獎。二維材料領域對未來科學及產業影響非常巨大，許多研發關鍵瓶頸都在材料相關議題上。
李奕賢表示，這項開創性研究除了有許多夥伴、師長的支持，更感謝當年在清華材料讀書時所培養的紮實基礎，因此選擇回到母校成立二維新穎材料團隊，爲清華材料和國際頂尖團隊建立實質合作，積極培養清華學生和國際接軌。
特別的是，李奕賢團隊成員以大學專題生爲主，研發各類新穎的二維材料及人工材料晶體，探索新穎材料之物理化學特性。
近期，團隊專題生曾鬱雯、黃冠華及研究生張鋅權、林璟豪首度實現水平式異質結構單晶，讓厚度小於一奈米且具有不同能帶結構的相異二維材料，以側向異質磊晶成長完美結合，此爲材料科學及奈米技術的重大突破，預期將引起國際高度關注併爲下世代奈米光電元件及二維材料開啓新頁，此獨立研究刊登在2015年1月份《奈米通訊》(Nano Letters） 期刊。
材料系專題生林爾震和紐約城市大學物理系團隊合作，開發特殊材料成長及轉移製程，成功將半導性二維材料和光學共振微腔結合，首度在室溫下觀察到光子和二維材料之激子的強耦合現象，此類耦合粒子稱爲微腔極化子（polaritons），其拉比分裂能量（Rabi splitting energy） 高達46 meV，此研究成功的關鍵在於極高的晶體品質及表面潔淨度，突破長期以來新穎材料發展新光源或雷射的瓶頸。
清華團隊和過去未曾接觸二維材料的光學團隊，以材料科學結合光電子學而獲得重要突破，此關鍵里程碑將開啓下世代光電材料及光源之新頁，此研究刊登在2015年1月份的《自然-光電子學》（Nature Photonics） 期刊。
近期，清華團隊和麻省理工學院物理系的光學及理論團隊的合作，藉由二維材料本質上的強自旋耦合，結合精準控制的超快脈衝雷射及物理上的斯塔克效應（Stark effect），發現二維材料的能帶結構可受入射光源而精準調控。
同時，在超快光學系統下，可在室溫下發現過去三五族材料於10K超低溫下才能觀察到的各類粒子，如激子（excitons），帶電三元激子（trions），甚至高指數激子，將開啓凝態物理許多後續的研究，這些重大發現，被選爲麻省理工學院之首頁新聞及3月的《自然-材料》(Nature Materials） 期刊封面。
《自然-材料》爲國際上關於「材料科學」最頂尖的雜誌，這次也是臺灣研究團隊成果首次入選該雜誌封面。
▼李奕賢團隊以材料科學結合光電子學而獲得重要突破，此研究刊登在2015年1月份的《自然-光電子學》（Nature Photonics） 期刊。