物理

在疫情流行這幾年間，石墨烯成為了「陰謀論」的主角，雖然它具有很多夢幻的特性，但卻不應該為此背黑鍋。另一方面，石墨烯在過濾病毒上的應用倒是被科學家高度關注，它能夠有效阻絕並破壞細菌，卻可能為人體帶來像石綿一般的風險。不過，石墨稀的過濾特性仍被持續的研究中。隨著氣候異常的現象日益頻發，近年來各地不時傳出缺水的危機，石墨烯被當作海水淡化的重要材料，藉由它奇特的特性能夠高效地將海水轉為飲用水。

二十世紀初，有兩顆重磅炸彈被投入物理領悟——量子力學與相對論，它們掀起了革命性地風暴，開創全新的研究領域，更孕育了無數諾獎的得主。朝永振一郎也是這片煙花中的燦爛星火，他鑽研的領域是量子電動力學的研究，其研究團隊發現電子散射幅中的發散其實是源自於質量和電荷的發散，而且質量和電荷的發散形式類似。其後，又基於貝特的量子估算，最終完整了量子電動力學的主架構，於1965年與其他兩位QED奠基人許溫格、費曼獲得諾貝爾獎的桂冠。

我們有可能作一個轉扭，就使材料在絕緣體、超導體、鐵磁狀態自由切換嗎？當石墨烯以魔法夾角堆疊時，可以產生超導狀態；若是和六角硼氮組合成「三明治」時，竟然可以產生鐵磁性。二維材料結構簡單，藉由扭轉產生的特殊物理現象，可以幫助科學家更瞭解背後的生成機制。這類的研究進一步被歸類為「轉角電子學」，這樣的材料組成就像一個轉扭一樣，透過旋轉就可以切換其物理狀態！

2023年七月，「超導體」報導引起媒體大量關注，Google搜尋熱度暴增。超導體對科技發展與環保平衡至關重要，無電阻傳輸能夠大幅提高資訊處理速率，且大幅減少對環境的汙染。石墨稀擁有高導電性、高彈性和硬度等特點，身為近代最夢幻的材料，石墨稀也具備有超導特性。雙層石墨稀的1.1°「魔法夾角」堆疊可展現超導與絕緣特性，成為絕佳的電子開關。雖此狀態僅在極低溫出現，但這項發現仍有助於科學家理解超導機制。全球科學家們持續致力於克服障礙，期待實現無損耗能源使用，使科技與環保不再是矛盾。

來探索一下氧化鑷如何左右坡莫合金的「性格」吧！坡莫合金是一種鐵磁性材料，對外加磁場非常敏感。你可能知道，這種材料在磁場下會產生磁滯曲線，也就是磁性效應不會立即消失，這種特性使得坡莫合金在記憶元件中有很好的應用潛力。但是，當我們將氧化鑷與鐵鑷合金堆疊在一起時，事情變得更有趣了！這種堆疊會導致磁滯曲線產生偏移，也就是磁滯現象更難被消除，這意味著記憶體可以更長時間地保持信息，同時減少外部磁力對其的影響。還有一個有趣的概念——電力充磁，當我們為氧化金屬充電時，材料內的氧空缺會捕捉單一電子，使得材料帶有磁性，這樣的現象提供了一種新的方式來調整材料的磁性。

對於一般門外漢來說，渾沌的概念帶給他們的是一種完全任意性的印象，但對於科學家來說，它卻是表示在因果系統中的隨機行為，也就是說，系統對於測量太敏感，以致於產生的結果雖然有著根本的秩序，但看起來卻很隨機。這個表面上很矛盾的觀點是一位由數學家改行成為氣象學家的勞侖次 (Edward Lorenz) 所提出的，他在一次意外發現了此現象，隨即孕育出現代渾沌理論的領域，並永遠改變了我們檢視像天氣等非線性系統的方式。

自旋是電子的一種特性，也可以對物質造成磁性。自旋的控制可以讓電子元件的應用更加多元化，與以往電子充放電為基礎的電子元件不同，當具有磁性的物質與非磁性的物質接觸時，它們能夠互相影響並產生各種不同的物理特性，就像群體影響個人的行為，這個特性稱為「磁鄰近效應」。這樣的特性目前正被廣泛研究以及應用於磁性記憶體中。

量子物理、量子糾纏，不少與量子有關的酷酷名詞充斥我們的生活，不僅如此，隨著影音串流平台的發展，越來越多人講究顯示器的品質。量子點電視（QLED）成為許多影視消費者熱愛的產品，它宣稱能夠精準控色，且能發射色彩更鮮明的影像，究竟量子點電視是廣告噱頭還是真有其事呢？讓我們繼續看下去⋯⋯

現代科技帶給人們生活的便利不可勝數，許多科學家投身半導體科技領域。半導體與其他物質的交互作用可以產生豐富的應用，半導體碰到金屬時會形成蕭特基能障，再透過外加電壓調整能障大小，可以使電子單向通過，使電子電路產生整流的效果，若選擇合適的金屬與半導體作連結，則可以形成歐姆接觸，幫助科學家更精確地探索半導體的導電特性。