尖端科技&材料

電流在超導體內能不受阻力的流動，可以100%傳遞電能，不損失能量也不排放廢熱。如果能在室溫實現超導體，將是一個顛覆性的科技。近日，美國海軍發表一份關於室溫超導體的專利。不同於其他同性質的專利，它並不著重於任何化學配方，而是描述一個能產生超導的物理機制。儘管專利內並沒有實驗數據佐證，其提出的方法可信度非常高。

■從1990年代至今，半導體界持續使用波長為248奈米和193奈米的光源製造電子元件。這段期間科學家和工程師不斷挑戰物理極限，使用相同的波長製造出更精細的元件，至今已經超過二十年。然而，半導體從1997年的250奈米節點到2018年的7奈米節點，很難再繼續微縮了。為了製作更小更快的電子元件，半導體製程需要波長越短的光線。下一個世代的半導體將會使用全新的光源：波長為13.5奈米的極端紫外光。

■評價一個風場的好壞，除了風速以外，風力能否持續——當一部分的能量被風機吸收轉換成電能之後，空氣的動能能否適時獲得補充——也是需要考慮的重要因素。空氣動能的補充有兩個來源，一個來自於水平方向上氣壓梯度所產生的空氣流動，另外一個則來自垂直方向上風速梯度造成向下傳遞的動能。可以想見，對於大範圍的風場而言，其發電能力將會受到向下傳遞動能補充速率的限制，而這個上限可以透過一個動能抽取速率(Kinetic Energy Extraction rate, KKE)的指標來量化，當KKE越高，代表單位面積的理論發電能力越強。

■輸電系統由變電所、高壓電纜以及電塔構成，眾多的傳輸電纜連接起電網中一個個節點，我們才得以將電力運送到需要的地方，然而，當一個地方發生運作失當——無論是發電端、用電端的供需異常，或者是輸電網路本身的故障——輸電系統層層相連的結構反倒會使得故障連鎖性地擴散出去。

■由於電力有著無法大量儲存的特性，再加上傳輸線路可以承載的量有其上限，就像道路有著車流量的限制，超過便會造成壅塞，電力一旦生產出來，便需要盡可能得消耗掉，否則超限的電力可能會對電網造成損害，因此對於電網狀況的掌握，維持供需平衡及兼顧安全穩定的需求，成為一門重要的課題。現代社會中使用的電網主流為交流電，要去分析一個交流電系統，我們需要知道各處的電壓、頻率、相位等資訊，而廣域量測系統(Wide Area Measurement System, WAMS)可以幫助我們達成這個任務。

■半導體界有名的華人，大家多半想到台積電創辦人張忠謀，但半導體界具影響力的華人並不只他一人，本文將介紹另一位極具代表性的人物：施敏。
施敏於1968年研發出「浮閘記憶體效應」，並製作出第一個非揮發式記憶體(Non-volatile semiconductor memory，NVSM)，影響半導體產業甚鉅。若沒有這項發明，就不會有今天的手機、平板或其他電子產品。

■中國復旦大學化學系研究團隊利用別於傳統鋰電池的材料，讓電池在-70°C也能使用。

■2016年全球產生的電子垃圾大約為4470萬公噸，相當於8個埃及古夫金字塔或4500座艾菲爾鐵塔重。換算成全球平均每人每年產出為6.1公斤(2014年為5.8公斤)。以地區來分類，最高的為紐澳，平均每人每年產出17.3公斤；歐洲國家(包括俄羅斯)為16.6公斤，但其回收率達35%；美國為11.6公斤，回收率17%；亞洲則為4.2公斤，但回收率只有15%；開發度較低的非洲國家每人每年產出只有1.9公斤。

美國紐約大學電機系的Davood Shahrjerdi教授的實驗室利用精準的製程控制，製作出具有2048個像素且0、1完全隨機分配的二維材料二硫化鉬陣列，研究結果發表於美國化學協會的 ACS Nano 期刊。其工作原理很簡單，在2048個像素上，每一個位置都代表0或1，也就是說有2的2048次方種組合。每一片二硫化鉬被製造出來時，每個像素到底會是0還是1都是隨機的，利用光學技術讀取就可以知道每一片上面的0 1分佈，快速且簡易。