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「摩爾定律」指在追求半導體積體電路製程微縮化的過程中,電路上可容納的電晶體數目,約18個月就會增加1倍,效能也提高1倍。而主導數位邏輯0和1運算功能的電晶體,傳統研發的概念是依循著「摩爾定律」持續縮小電晶體體積,並加速其運算速度。然而無論製程的技術如何突破,尺寸不可能無限制的縮小,必須有所突破,或找尋代替方法,否則數位科技的發展以及相關產業恐將停滯。
吳忠霖表示,近年來物理學家從石墨烯的研究得知,自然界能存在只有一個原子厚度(0.3奈米)的二維材料,而尋找能微縮至原子尺度的電晶體二維材料,並發展單原子層厚度的電子元件,被全球物理學、工程、光電等領域的科學家視為「聖杯」。
吳忠霖指出,團隊製作的單原子層電晶體,能在奈米尺度下利用可翻轉表面電場的基板操控電子的數目,改變二維半導體的電性,革新了以往只能利用電極調控的方式。而且,由於輕薄小到極致,所需的能量,產生的廢熱也都大幅降低,速度也能到達最佳化。此外,單原子層電晶體還有一個更大的優點,就是可猶如保鮮膜般,依附在軟、硬等各式材質上。
厚度僅0.7奈米的單元子層電晶體,雖然微縮到極限,吳忠霖說,運算傳輸速度卻有機會能超過現今電腦的千倍、萬倍,且所需的能量少,運作時也不至於有散熱問題,其優點將對科技發展帶來重大的影響,科幻片般的天馬行空情節,都有可能實現,也許手機充電1次就能連續使用1個月,而以現階段積極發展的自動駕駛汽車來說,如果所有的感測、運算都快上千、萬倍,以後道路上交通將會是自駕車的天下。
吳忠霖強調,其可依附在任何材質表面的特性,或許能做到將電路直接印刷在眼鏡鏡片,做出外觀與一般眼鏡無異的智慧眼鏡,或是窗戶即是觸控螢幕等,都有機會能真實發生。