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讓前瞻性材料無所遁形的軟Ｘ光

97/07/09 13982

蔡永彬｜臺灣大學新聞研究所

1920 年，法國人 Valasek 發現某些材料在一定溫度範圍內，加入電場，就可以像磁鐵的南北極一般具備「正電極」和「負電極」，稱作「鐵電現象」(或稱鐵電效應)。具備鐵電現象的材料多半不具磁性，但某些材料兩者兼具，稱為「多鐵現象」。這些材料未來應用潛力無窮，因此稱為「前瞻性磁性材料」。

在陳建德博士等人的研究中所採用的同步輻射光源，是世界第 1 座解析率達萬分之一的軟Ｘ光光束線，是陳建德博士在美國發明的。有趣的是，當時陳博士的義大利籍同事認為光束線的器材長達 20 多公尺，很像一條彎曲的大蛇，於是就取中國神獸「龍」為名，命名為「龍光束線」。

1995 年，陳博士從美國把「龍光束線」帶回臺灣，並由林宏基博士負責運作管理。黃迪靖博士指出，從軟Ｘ光研究領域著手，他們合作研究了許多傳統能帶理論無法解釋的材料，進而研究這些材料的磁性應用。他舉四氧化三鐵（Fe₃O₄）為例，研究其相變下的物理機制，就是同步輻射在前瞻性磁性材料上的應用。

其實，許多物理現象的觀測並不容易。林宏基博士舉高溫超導為例，1986 年 IBM 的研究員繆勒（Muller）和貝德諾茲（Bednorz）發現鑭鋇銅氧（LaBaCuO）的高溫超導現象，隔年就獲得諾貝爾物理學獎。黃迪靖博士強調，高溫超導現象與電子軌域有關，然而要直接觀察電子軌域相當困難，目前使用的軟Ｘ光散射實驗裝置是一項重要的實驗器材。林宏基博士說，同步輻射發出的光源強度可以看清物質最細微的結構。這十幾年來，生物醫學、材料、半導體等研究都因為同步輻射而有長足的進展。

關於未來的研究發展，黃迪靖博士表示，除了希望能和國外有理論研究和材料研發上的合作外，也希望繼續研究高溫超導機制。高溫超導發展至今已 21 年，但科學家還不完全了解其中的物理機制。他直指近年來發展的軟Ｘ光共振散射技術，是研究前瞻性材料的利器之一，這項研究的基礎會讓他們試著了解更多材料的奇妙物理現象。

深度閱讀

黃迪靖、林宏基、陳建德（民 95）軟Ｘ光共振散射，科儀新知，28(3)，50-55。
黃迪靖（民 96）軟Ｘ光能譜實驗與前瞻性材料研究，自然科學簡訊，19(4)，129-131。

資料來源

《科學發展》2008年7月，427期，76頁

鐵電現象(1) 同步輻射(22) 高溫超導(7)

讓前瞻性材料無所遁形的軟Ｘ光

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