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中大教授楊台發 研發奈米結構鑽石薄膜電極

【大紀元5月24日報導】(中央社記者翁翠萍高雄二十四日電)國立中山大學機電系副教授楊台發在國科會研究計畫補助下,以奈米結構的鑽石為基板,研發出厚度只有零點一微米即一百奈米的「奈米結構的鑽石薄膜電極」,整篇論文將刊登在即將出刊的美國化學電化學國際期刊二00六年六月號,研究成果並已申請台灣專利中。

「奈米結構的鑽石薄膜電極」靈敏度較其他電極材料如玻璃炭、白金電極材料等高達六千倍以上,化學特性也因此提升數倍,未來可應用在生醫用途,例如檢測血液、蛋白質與體液的化學成份等,可大大的提高生醫檢驗的準確性,還可應用於廢水處理、做核融合視窗、應用於太空梭等等。

電腦不易散熱是目前電腦產業很不容易突破的一項技術,楊台發同時在產學合作計畫中研發出電腦中央處理器的鑽石薄膜基板,協助電腦散熱效果良好,預期商機無限,不過,產學合作成果要到年底才發表,對於關鍵技術,他說還不能透露。

楊台發引用台灣半導體之父張忠謀的話說,下一世紀是鑽石的世界。因此,如何提升鑽石元件的品質以符應市場需求,是科技上一大挑戰,不過,各國工業鑽石研發多往大鑽石的方向發展,台灣在設備上比不上,因此,他另闢蹊徑,往小的方向發展,以打開一條新路,結果研發出零點一微米即一百奈米的鑽石薄膜電極。

楊台發指出,新的世紀以來,材料尺寸和結構的奈米化,產生許多前所未見的奇異特性,奈米材料的研發無疑是二十一世紀科技發展中最重要的一環,且是全世界的潮流。

而鑽石又具有許多超越其他材料的特性,應用範圍十分廣泛,包括研磨、切割、視窗、生醫感測和電子材料等,尤其鑽石具有較其他材料更寬的氧化還原反應範圍,不易水解,在生醫範圍可廣泛應用。

目前每年世界鑽石市場需求超過千噸,人工合成的化學氣相沈積鑽石具有重大的市場商機,應用在生醫感測和電子材料上的鑽石更是不計成本,品質要求嚴苛。

楊台發利用多孔矽表面的奈米粗造結構,又用 CVD加滲硼雜質法鍍鑽石薄膜,將奈米結構的鑽石薄膜沈積於多孔矽基板,克服鍍鑽石時成核過大的困難,他做到不須成核即可成長鑽石薄膜,使薄膜厚度可到奈米,適合微奈米化元件未來在生醫、電子感測等應用及發展。

任教中山大學物理系十幾年,做的卻多是應用研究,楊台發因此轉到機電系,他的夢想是做太陽能電池,由於碳、矽等在物理、學理角度看來完美短缺,他也對碳、矽等情有獨鍾,一路研究下來,到做鑽石就是最難的部分,鑽石薄膜視窗預期可抗宇宙射線,未來可以銜接到太陽能電池研發,往夢想繼續努力。