【開箱大學教授】薪水之外的人生價值｜臺南大學材料科學系邱聖貴副教授（下）
二維材料新浪潮
採訪、撰文｜黃鼎鈞
審訂｜邱聖貴 教授
邱聖貴教授的研究重點在於開發新穎的二維材料合成技術，這些材料，如石墨烯，因其僅幾個原子層的厚度，展現出卓越的物理和化學特性，成為科技界的焦點。然而，其合成過程充滿挑戰，需要在成本和質量之間尋求最佳平衡點。邱教授的團隊不僅致力於已有材料的改進，還在積極探索新型二維材料，期望能推動相關技術的革新。此外，邱教授專注於二維磁性材料研究，這些材料在自旋電子學和量子計算領域具有巨大潛力，有望突破傳統鐵磁材料的限制。不只這樣，邱教授的團隊也針對二維材料在光感測和氣體感測中的應用，希望通過高靈敏度的光檢測器和氣體感測器，提升光通信、環境監測和工業安全的效能。透過這些研究，邱聖貴教授希望在教育和科研中培養學生解決問題的能力，為臺灣的科技發展做出貢獻。
開發新穎二維材料合成技術
邱聖貴教授的研究集中在二維材料的合成上，二維材料是近年來科技界的一大熱點，這些材料厚度僅幾個原子層，但在物理和化學性質上卻展現出卓越的潛力，近來新聞媒體常見的石墨烯便是其中最具代表性的材料，它由單層碳原子組成，具有極高的強度和導電性，被認為是未來電子元件的關鍵材料。然而，二維材料的合成過程充滿挑戰，目前主要的合成方法包括機械剝離法和化學氣相沉積 (CVD)，每種方法各有優缺點，例如機械剝離法雖然能獲得高品質的材料，但難以實現大規模生產；而CVD法雖能生成大面積材料，卻需要精密的設備和高溫條件。邱聖貴教授的研究團隊致力於開發新的合成方法，尋求在成本和質量之間的最佳平衡點，他們不僅關注已有材料的合成，也在探索新型二維材料的可能性，希望藉此推動相關技術的進步。
探索新穎二維磁性材料
邱聖貴教授的另一個研究重點是二維磁性材料，這些材料在單層或少層狀態下表現出不同於塊體材料的磁性特性，具有巨大的應用潛力，例如，二硫化釩 (VS2) 和三碘化鉻 (CrI3) 等材料在室溫下展現出穩定的磁性，有望在自旋電子學和量子計算中扮演重要角色，突破傳統鐵磁材料如鐵、鈷、鑷的限制，因為二維磁性材料有更高的磁調控性和異常的磁性行為，可以使磁性元件在更小的尺寸下運作。邱聖貴教授指出，二維磁性材料可以用來製作高靈敏度的磁場傳感器，應用於醫學成像和安全檢測等領域。此外，這些材料在磁存儲器件和自旋閥中的應用，能夠實現更高效的數據存儲和傳輸，有望革新現有的電子元件技術，並且能因應目前人工智慧的快速發展。
二維材料在光感測與氣體感測中的應用
邱聖貴教授還積極研究二維材料在光感測元件和氣體感測元件中的應用，石墨烯等材料的高光吸收率和電子遷移率，使其成為理想的光電轉換材料。邱教授指出，二維材料的光電導效應，可以顯著提高光檢測器的靈敏度，使其能夠檢測更微弱的光信號，這也將有助於光通信的發展，特別是在高速和高精度光通信系統中。在氣體感測方面，二維材料因其高比表面積和表面活性，能夠靈敏地檢測低濃度氣體，這使得它們在環境監測和工業安全中具有巨大的應用潛力。邱聖貴教授表示，通過功能化二維材料的表面，可以實現對特定氣體的選擇性檢測。例如，對二氧化氮、一氧化碳等有害氣體的高靈敏度檢測，能夠提供及時的警報系統，除了提升檢測的精確度和可靠性，也保障工業生產中的人員安全。這些技術的推廣和應用，將大幅改善我們對環境中有害氣體的監控能力，為人類的健康和安全提供更有力的保障。
邱聖貴教授的研究著重在於先進的材料開發，這樣的工作不只是有助於臺灣半導體及電子產業的發展，也能夠幫助學生在團隊中建立培養解決問題的能力，因為研究的內容新穎，並沒有既有的答案，因此，學生可以在研究的過程中訓練利用科學方法找找尋問題的能力。
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