半導體

金箔是一種極薄的黃金薄片，常用於裝飾甜點以提升奢華感，其厚度約為10-7米。隨著科技進步，材料科學家合成了僅一原子層厚的金箔片，稱為Goldene，這是一種二維材料，又被稱為石墨稀的金黃表兄弟。Goldene是一種半導體材料，能幫助精確控制電流，滿足奈米電子元件需求，而且其巨大的表面積使其成為優異的催化劑，可降低化學反應活化能。瑞典林雪平大學發展出防止Goldene捲曲的方法，但製備過程相當耗時，若要大規模生產仍有難度。未來，隨著製備技術的完善，Goldene將在奈米元件和催化領域發揮更大作用，讓我們一起過上一個真正的「黃金時代」。

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⋯⋯

水是清潔中最重要的元素，它能溶解髒汙、帶走顆粒。自己洗車過的人都知道，殘留的水份若不盡快擦乾，反而使車子看起來更髒？其實是因為水裡頭的礦物質沉積在車身表面。在半導體製備的清潔過程中，水一樣扮演著重要的角色、更高的要求，水中的礦物質對於奈米級的材料，簡直是龐然大物，需透過多道手續除去水中的礦物質，並以氮氣迅速吹走殘留的水，才能確保最終的電子元件效能不受影響。

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。

半導體與我們生活息息相關，絕大部分科技產品都是由半導體製成，而半導體中最具代表性的材料便是「矽」。矽是地球含量最多的元素之一，因它獨特的物理性質，包含單晶結構及容易形成二氧化矽，豐富了半導體的應用，開啟了人類的「矽時代」。但在追求更高運算速度的時代中，矽不再能夠滿足人們的需求，因為矽是個又胖又怕熱的元素，電子在矽中有著過大的等效質量，使得電子無法在矽中間快速的穿梭，且當電子產品溫度提高後，電子便會在矽裡頭大塞車⋯⋯

■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。

■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。