科學界的一盞神燈

 
2008/12/08 王郁涵 | 臺灣大學新聞研究所
方便攜帶的隨身硬碟
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國家同步輻射研究中心新發展出來的「同步加速器光源」顯微術,猶如一盞探照燈,把「光」打向肉眼看不到的地方。這種「同步加速器光源」顯微術,可以利用的電磁波範圍非常廣泛,它的一些特質讓臺灣科學界猶如有了「科學神燈」。

廣義來說,所有電磁波都叫做光。「同步加速器光源」顯微術所使用的光,涵蓋了紅外線、可見光、紫外線到X光的範圍,波長連續,範圍寬廣,藉由光束線分光儀的調變,便可完成各種不同類型的科學實驗。

1986 年科學界發現的巨磁阻(giant magnetoresistance, GMR)效應,可讓利用磁儲存的硬碟有機會越做越小。然而當時因為偵測器不夠靈敏,巨磁阻現象的物理原因尚未完全了解,使得運用巨磁阻現象發展硬碟儲存的技術遇到許多瓶頸。直到使用同步輻射光源的X光吸收能譜顯微術出現,才有機會解決。

國家同步輻射研究中心副研究員魏德新博士指出,目前較先進的第 3 代同步加速器光源,是在電子儲存環中加入特殊插件磁鐵,使得因電子加速時所產生的同步輻射光源比傳統X光機所能產生的光源亮 1 百萬倍。許多以往看不清的材料內部結構,在這樣強力的同步加速器光源探照下無所遁形。

另外,由於同步加速器光源的「光源波長可變化」特點,使得在分析材料時,有更多不同波長的吸收光譜可供對比參照,讓各種材料中的元素現身。加上磁物質具有磁極化性,X光源正好也有左(右)旋偏振性,成了進一步探測磁性質的關鍵。第 3 代同步加速器光源在發展上日益精進,甚至更多了「空間」、「時間」的解析資訊,讓科學家又多了一個可操控的實驗機制。

這些技術精進都是增進磁現象觀測的有利工具,儀器的靈敏度提高後,可以觀測奈米尺度的磁薄片,也發現「磁區的排列方式」大大影響了巨磁阻效應及儲存空間的大小。未來只要善加利用磁區排列空間,輕薄短小但儲存空間超大的硬碟不再是夢想。

然而魏博士念念不忘的是國家同步輻射中心領航臺灣科學界的前鋒角色,「科學家每多問一個為什麼,我們就要為他們多架設一個儀器來了解」魏德新博士說。國家同步輻射中心設計出來的同步加速器光源重在「通用」,「要造福各方前來探問『為什麼』的研究室,而不只是我個人的實驗能夠順利就好。」

他希望未來臺灣科學界不必非要到美國、德國去做研究工作,這樣臺灣的研究才會有長足進步,也是國家實驗室該努力的方向。
 
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