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Revisiting the Schottky-Mott Relation for Metal/Transition Metal Dichalcogenide Interfaces: The Role of Interface Dipoles
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Chih-Piao Chuu*, Shu-Jui Chang, Yu-Miin Sheu, Zih-Syuan Huang, Wei-Tung Liu,
Po-Wei Chen, Sui-An Chou, Yu-Tung Lin, Chih-I Wu, Wen-Hao Chang, Chun-Liang Lin, H.-S. Philip Wong, and Iuliana P. Radu*
ACS Nano, 2026, 20, 23189−23199
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產學合作新突破!台積電攜手陽明交大、臺大,首創「有效功函數」理論破解二維半導體瓶頸。隨著矽基晶片逼近物理極限,二維材料(如MoS2、WSe2)成為延續摩爾定律的關鍵。然而,高接觸電阻與費米能階釘扎(FLP)始終是二維元件商用化的核心瓶頸。為攻克此難題,由台積電(TSMC)褚志彪博士、張書睿博士、Iuliana P. Radu博士領導的研究團隊,攜手陽明交大林俊良副教授、許鈺敏副教授、張文豪教授、及臺大吳志毅教授等學術菁英展開深度產學合作。成果近期榮登美國化學學會頂尖期刊《ACS Nano》。
理論先行預測,實驗完美驗證 。1.理論預測:透過第一原理計算和密度泛函理論建立原子級介面模型,引入「有效功函數」概念。理論指出,FLP由介面長程庫倫偶極與短程倫納德-瓊斯位勢共同支配。若將傳統功函數修正為「有效功函數」,蕭特基能障便會回歸「蕭特基-莫特模型」的線性關係。2.實驗驗證: 團隊隨後利用光電子能譜(XPS、UPS)與掃描穿隧顯微光譜(STS)進行量測,實驗結果與理論預測高度吻合,為歐姆接觸設計提供精準的量化依據。
奠定台灣埃米時代話語權:這項產學合作的成果,成功示範了「基礎科學與產業技術雙驅動」模式。在次世代埃米級製程面臨原子級介面工程挑戰之際,此研究釐清了關鍵物理機制,將指引產業在次世代節點的材料選擇與結構優化,確保台灣在摩爾定律後期,持續保有全球半導體製程的領先優勢。
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Engineering human PEG10-based nanoparticles for RNA self-packaging, delivery and cancer therapy
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Pin-Yan Chen, Ting-Lun Tien, Vy Anh Truong, Quyen Thuc Dang, Nuong Thi Kieu Nguyen, Pin-Hsin Chen, and Yu-Chen Hu*
Nature Communications, 2026, 17, 7479
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mRNA藥物可將細胞重新編程,為癌症治療帶來新契機,但仍面臨生產成本高、RNA包裹效率不足、標靶遞送困難及製程不易放大等挑戰。國立清華大學化工系胡育誠教授團隊以人體內源性PEG10蛋白可自行組裝並包裹RNA的特性,開發可程式化PEG10蛋白奈米顆粒(PBNPs)平台,並整合生產製程、RNA裝載、表面工程與癌症治療。團隊以桿狀病毒系統取代傳統多質體轉染,使功能性顆粒產量提升11.3倍、降低製造成本,並可於懸浮細胞中生產;所形成約100奈米的PBNPs可包裹至少7,336個核苷酸的RNA,於4°C保存7個月後仍維持功能。藉由在顆粒表面展示辨識EGFR的單鏈抗體,並調控標靶與膜融合蛋白比例,mRNA遞送至大腸癌細胞的效率可達約71%,在多種肝癌及腦癌細胞中亦超過60%。進一步將PBNPs設計為共同遞送IL-12與OX40L免疫治療mRNA,於小鼠腫瘤模型中搭配oxaliplatin,可抑制6隻小鼠中5隻的腫瘤生長,其中2隻達到完全反應;RNA主要富集於腫瘤,且未觀察到明顯急性毒性。此研究將人源蛋白轉化為兼具量產、RNA自包裹、癌細胞標靶與治療功能的模組化平台,為可程式化RNA藥物與癌症免疫治療提供新方向。
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Multifunctional Solid Polymer Electrolyte Films Integrating Intrinsic Self-Healing and Dual Photo-/pH-Responsive Ionic Sensing for Intelligent Flexible Electronics
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Mei-Li Li, Tse-Yu Lo, Chia-Wei Chang, Yen-Shen Hsu, Chen-Yi Chien, Yu-Yao Huang, Chia-Ti Wu, Chun-Chi Chang, Bo-Chen Chen, Heng-Hsuan Su, Chin-Hua Liu,
Che-Ning Yeh, and Jiun-Tai Chen*
Adv. Funct. Mater. 2026, e77529
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國立陽明交通大學 應用化學系 陳俊太特聘教授
國立清華大學 材料科學工程學系 葉哲寧助理教授
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隨著穿戴式裝置、柔性電子與智慧感測技術快速發展,電子材料除了需要具備良好的離子傳導能力,也必須能承受機械損傷,並對外界環境刺激產生可控的響應。然而,傳統固態高分子電解質多著重於離子傳輸與機械性質,難以同時兼具自修復與多重刺激響應功能。本研究以具有豐富硫脲基團的聚硫脲 (PTUEG3) 為功能性高分子,利用其強氫鍵作用提供可逆的分子間交互作用,並搭配熱塑性聚氨酯 (TPU) 提升薄膜的柔韌性;同時導入具偶氮苯官能基的離子液體,使材料能進一步對光與酸鹼環境產生響應。
研究團隊成功製備兼具自修復、離子傳導及光/pH雙響應特性的固態高分子電解質薄膜。藉由高分子間動態氫鍵與離子–偶極作用,薄膜受到機械損傷後可重新建立分子間作用力而恢復。另一方面,偶氮苯可在紫外光與可見光照射下進行可逆的順、反式異構化,進而調控材料的離子傳導與阻抗;在不同酸鹼環境下,偶氮苯亦可透過質子化與去質子化產生相應的離子傳導變化。最後,進一步將此固態高分子電解質應用於鋅離子電池元件,驗證其作為電解質材料的實際可行性。本研究將多種功能整合於單一固態電解質平台,為智慧感測、電子皮膚、柔性電子及穿戴式裝置等應用提供新的材料設計策略。
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Confinement-Engineered Thermally Programmed Ion-Gating Separator for Decoupling Thermal–Electrochemical Feedback in High-Energy Lithium-Ion Batteries |
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Sumedha Rajpoot, Wei-Nien Su*, Sheng-Chiang Yang, Yu Chun Huang,
Wahyu Fiqih Virdiansyah, Ashok Ranjan, Han-Hsuan Hsieh, Chia-Lung Hsieh, Yu-Wei Li, Yosef Nikodimos, Zabish Bilew Muche, Yu Jen Liang, Chia-Chi Wang, Chih-Ching Liu,
Gao-Jhih Liang, Chun-Chen Yang*, She-Huang Wu*, Bing Joe Hwang*
Advanced Functional Materials, 2026, e77737
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國立臺灣科技大學 應用科技研究所 蘇威年教授
明志科技大學 化學工程系 楊純誠講座教授
國立臺灣科技大學 應用科技研究所 吳溪煌專案教授
國立臺灣科技大學 化學工程系 黃炳照講座教授
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台科大永續電化學能源中心黃炳照與蘇威年老師團隊、與明志科大綠能中心楊純誠教授共同開發出一種「侷域工程、熱程控離子閘控隔膜(SFM)」,成功解決傳統聚烯烴隔膜(如 Celgard)在高溫下易收縮、反應突然且缺乏緩熱能力的致命缺點。該技術透過將相變材料十六醯胺(HDA)侷域於奈米介孔 SBA-15 通道中,並嵌入電紡 PVDF-HFP 纖維膜,打造出形狀穩定的相變複合材料(ss-PCC),實現兼具主動防護與優異效能的電化學斷路機制。SBA-15 骨架能穩定 HDA 並拓寬其相變溫度;PVDF-HFP 網絡則提供高孔隙率。此結構使 SFM 的離子電導率達 1.99 mS/cm(遠高於 Celgard 2325 的 0.32 mS/cm),鋰離子遷移數提升至 0.48。應用於 MCMB||NMC811 全電池時,在高電流下表現極佳:於 2 mA/cm² 循環 300 次後,容量保持率達 76.23%;在 5 mA/cm² 倍率測試中,面電容量達 1.82 mAh/cm²(商用隔膜僅 0.69 mAh/cm²)。
SFM 具備分階段循序熱響應機制:(1) 緩熱與熔化(~95°C): HDA 開始熔化並吸收潛熱。(2) 高阻抗關斷(~130°C): PVDF-HFP 軟化,熔融的 HDA 在介面引發微孔阻塞,使阻抗暴增萬倍,形成緻密離子阻隔層並維持至 160°C,防止電極微短路。(3) 熱降溫與延遲失控: 在 140°C 熱板測試中,SFM 表面溫度較 Celgard 低 20.7°C 且尺寸完整;加速量熱法(ARC)證實其能將熱失控溫度由 Celgard 的 ~165°C 顯著延後至約 185°C。
此研究將隔膜設計由被動耐熱推進至主動「熱程控電化學閘控」,在單一架構中完美整合了高倍率傳輸、主動緩熱與長效高溫關斷功能。
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Bridging the Computational–Experimental Domain Gap: An Autoencoder-Based Machine Learning Workflow for Raman Spectra Characterization of Amino Acid Mixtures
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Sheng-Hsuan Hung#, Yu-Huan Huang#, Zong-Rong Ye, Berlin Chen*, Yi-Hsin Liu*,
Ming-Kang Tsai*
#S.H. and Y.H. contributed equally.
J. Phys. Chem. A, 2026, 130, 6633-6645
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國立臺灣師範大學 資訊工程學系 陳柏琳特聘教授
國立臺灣師範大學 化學系 劉沂欣副教授
國立臺灣師範大學 化學系 蔡明剛教授
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拉曼光譜具快速、非破壞性分子辨識優勢,但實驗光譜資料集建置成本高。利用密度泛函理論(DFT)可產生大量計算光譜;然而,峰位、峰強、峰形及背景訊號等差異,與實測光譜之間存在顯著的「域差異」。本研究開發了一種基於自動編碼器(AE)的工作流程,使得僅利用計算光譜訓練的機器學習分類器能夠識別實驗混合物中的主要氨基酸成分。研究人員利用DFT計算了20種常見蛋白質氨基酸在400–1800 cm⁻¹範圍內的拉曼光譜,並透過隨機組合兩種氨基酸(比例可變)構建了二元混合物,生成了20,000條計算光譜。使用隨機森林和XGBoost分類器,在預測計算光譜資料集均達到了約99.5%的準確率。然而,當直接應用於苯丙胺酸與谷氨酸的實驗混合物時,準確率幾乎為零,這表明僅靠基線校正無法克服計算光譜與實驗光譜的差異。為解決此問題,本研究對實驗光譜進行基線校正,接著利用Variational AE、AE及Gaussian Mixture VAE,將校正後的光譜轉換為對應的計算光譜表徵形式。移除latent space中的高斯正則化項後,AE能夠最小化實驗譜與計算譜之間的直接重構差異,將分類器預測準確率提升至99.4%以上。基線校正結合確定性AE可有效縮小計算與實驗拉曼光譜差距。降低對大型實驗數據集的依賴,並提供低成本氨基酸混合物分析與生醫光譜機器學習的實用架構。
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Polyfluorinated-Regulator-Assisted Scaffold-Directed Tilted 1D/3D Heterointerfaces for High-Voltage and Stable Perovskite Solar Cells
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Heng-Chi Chu#, Chieh-Ming Hung#, Gurumallappa Gurumallappa, Zhe-Hong Su, I-Chih Ni, Hao-Jen Hung, Chih-I. Wu, Yu-Ching Lin, Norman Lu*, Hsieh-Chih Chen*, Pi-Tai Chou*
#Heng-Chi Chu and Chieh-Ming Hung contributed equally to this work.
Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e8256065
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國立臺北科技大學 分子科學與工程系暨有機高分子研究所 呂良賜教授
輔仁大學 化學系 陳協志教授
國立臺灣大學 化學系 周必泰教授
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鈣鈦礦太陽能電池雖具有高光電轉換效率與低溫製程等優勢,但其柔軟且具離子性的晶格容易在光照、熱與電場作用下造成缺陷累積與離子遷移,進而加劇界面非輻射復合、電壓損失及長期穩定性下降。傳統利用低維鈣鈦礦進行表面鈍化雖可提升穩定性,卻常因低維結構橫向排列而形成垂直載子傳輸障礙,因此如何同時兼顧界面保護與高效率電荷傳輸,是目前高效能鈣鈦礦元件的重要研究課題。
本研究提出支架導引式傾斜1D/3D異質界面策略。研究團隊先於具傾斜晶向的3D鈣鈦礦表面沉積PbI2,再透過溶劑輔助重構,形成由edge-sharing 1D PbI2與face-sharing 1D δ-FAPbI3交織而成的緻密界面。不同於傳統平行排列的低維層,此傾斜結構可維持垂直方向的電荷傳輸,同時抑制缺陷擴散與離子遷移。進一步導入具有較高的分子偶極矩與軟性結構的多氟化銨鹽7F-EA-HI作為結晶調控劑,可以有效降低重構缺陷、抑制非輻射復合並改善界面能階排列。最佳元件達24.94%光電轉換效率、1.188 V開路電壓及85.11%填充因子。此外,在高濕環境下1500小時仍保有94.1%初始效率,85°C熱穩定測試500小時後仍維持89.0%,展現兼具高電壓、高效率與耐久性的界面設計新方向。
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Alcohol/Water-Relay Sulfurative Oxygenation of Vinyl Bromides Enabled by Photoinduced EDA Complexes
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Indrajit Karmakar, Ling-You Chang, Ci-Yang Sun, Chien-Wei Chiang*, and Chin-Fa Lee*
Org. Lett. 2026, 28,10848-10852
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國立中興大學 化學系 李進發特聘教授
東吳大學 化學系 江建緯副教授
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含硫羰基化合物,如α-硫芳基酮,是藥物與有機合成的重要結構單元。然而,傳統製備這類分子的方法常仰賴預先官能化的羰基前驅物、過渡金屬、強氧化劑或高溫條件。近期,國立中興大學李進發教授與東吳大學江建緯副教授團隊,合作發展一項可見光驅動的電子供體-受體(EDA)複合體策略,成功將乙烯基溴化物與硫醇在乙醇/水溶液中直接轉化為α-硫芳基酮。
該反應先以DABCO促進硫醇鹽形成,並與乙烯基溴化物組裝成EDA複合體。當其受光激發後,C-Br鍵裂解產生苯乙烯基自由基,再經乙醇捕捉、水加成、硫轉移與互變異構等過程後即可形成產物。此方法可在室溫、無金屬及無外加氧化劑條件下進行,並以水作為氧原子來源,共合成32種衍生物,最高產率可達81%。此外,團隊亦通過自由基捕獲、EPR、H218O同位素標記、UV-vis、NMR滴定、循環伏安法等實驗,並結合DFT計算,支持「自由基-極性接力」機制。此成果同時整合溫和的C-Br活化、氧導入與C-S鍵形成,為乙烯基鹵化物的永續雙官能化及含硫藥物骨架合成提供新途徑。
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Asymmetric Fluorinated Spiro Hole-Transport Materials Enabled by a Rapid Core-Forming Strategy for Blade-Coated Perovskite Solar Cells
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Kun-Mu Lee*, Xiu-Ping Lin, Ya-Ho Chang*, Cheng-Ting Tsai, Pei-Chen Chu, Yu-Hsun Chen, Wei-Hao Chiu, Yu-Che Lin, Sie-Rong Li, Hsiao-Chi Hsieh*, Kang-Ling Liau, Shih-I. Lu*, Chih-Min Wang*, Yan-Duo Lin*
Advanced Science 2026, e77623
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東吳大學 化學系 林彥多教授
長庚大學 化工與材料工程學系 李坤穆教授
東吳大學 化學系 呂世伊教授
國立臺灣海洋大學 生命科學暨生物科技學系 王志銘教授
淡江大學 化學工程與材料工程學系 謝孝基助理教授
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鈣鈦礦太陽能電池具有優異的光電轉換效率與溶液製程優勢,被視為極具發展潛力的新世代太陽能技術。然而,元件中常用的電洞傳輸材料 spiro-OMeTAD,其合成與純化程序較為繁複,且長期穩定性仍有改善空間。因此,如何兼顧材料合成便利性、電荷傳輸效率與大面積製程需求,是推動鈣鈦礦太陽能電池實際應用的重要課題。本研究延續團隊建立的快速螺環核心合成策略,可於空氣中、室溫下,在 5 分鐘內完成 spiro-CPDT 核心的構築,再導入含苯基與萘基的非對稱芳香胺末端基團,並調控氟原子的取代位置,設計合成 NPH、NPF 與 NFP 三種新型電洞傳輸材料。研究發現,適當的氟化設計可調整材料能階、改善電洞傳輸與界面電荷萃取,並提升薄膜均勻性。其中,氟原子位於末端萘環上的 NFP 展現最佳元件表現。
在元件製備方面,研究團隊結合刮刀塗佈與真空輔助結晶技術,製備均勻緻密的功能薄膜,將分子設計與可放大製程相互整合。以經摻雜處理的 NFP 作為電洞傳輸層,元件光電轉換效率達 24.49%,優於相同製程下使用 spiro-OMeTAD 的對照元件(23.19%);當元件面積放大至 1.00 cm² 時,仍可維持 23.28% 的效率,展現大面積製作的應用潛力。此外,未封裝的 NFP 元件在室溫、相對濕度 40% 的暗處儲存 1,000 小時後,仍保有初始效率的 92%;在 85 °C 下測試 400 小時後,也可維持 88% 的初始效率。在氮氣環境、40 °C 的連續照光條件下測試 400 小時後,亦保有超過 80% 的初始效率。研究結果顯示,整合快速合成、非對稱氟化設計與刮刀塗佈製程,可兼顧鈣鈦礦太陽能電池的效率、穩定性與製程放大潛力,為發展高性能且具製造可行性的太陽能材料提供新的設計方向。
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Semiconducting Polymers Post-Functionalized With Ureido-Pyrimidinone for Robust Stretchable Transistors
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Dinda Bazliah, Livy Laysandra, Kosuke Terayama, Xingyu Yang, Atsushi Isobe,
Tai-Chin Chiang, Tsuyoshi Michinobu*, Yu-Cheng Chiu*
Advanced Functional Materials 2026, e77203
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國立臺灣科技大學 化工系 邱昱誠教授
東京科學大學 物質理工學院 材料系 道信剛志教授
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半導體具有形變能力為穿戴式電子元件發展中極為關鍵之研究議題,然而引入拉伸性常伴隨載子遷移率之犧牲。因此於引入機械順應性時,卻不破壞半導體傳導所需的有序分子排列與傳輸通道仍是過去幾年重要的挑戰研究題目。具軟鏈段特性之氫鍵可消散能量並促成網路重組,如 UPy化合物等四重氫鍵可形成穩固超分子網路。然而,將極性 UPy 分子直接以化學法連結至共軛主或側鏈會破壞型態排列並降低電氣性能。有鑑於此,我們與東京科學大學 Tsuyoshi Michinobu教授團隊合作,開發步階式後官能基化之合成策略,將 UPy 引入高分子半導體材料PDPP2T之側鏈。化學結構之設計核心是透過延長烷基側鏈將 UPy 與主鏈空間分離,先合成 PDPP2T-OTBS 前驅物,脫保護暴露羥基後與 UPy 異氰酸酯反應,製得含 0、2、5 mol% UPy 的 PDPP2T-UPy-x。側鏈氨基甲酸酯與末端 UPy 形成雙重氫鍵,能在拉伸時消散能量並強效結合,且不干擾載子傳輸。光學顯微鏡顯示原始 PDPP2T 在 25% 應變即開使破裂,然而僅引入5mol% UPy具有強烈之可拉伸對比特性, PDPP2T-UPy-5 在 100% 應變下僅有極少開裂行為且型態排列優異。經 100% 應變、500 次拉伸循環後,PDPP2T-UPy-5 遷移率保持在同數量級(從 3.02 × 10⁻¹ 降至 1.12 × 10⁻¹ cm² V⁻¹ s⁻¹);原始 PDPP2T 則失去超 99% 遷移率且不可逆。期許此合成策略可提供可拉伸半導體聚合物之結構設計概念。
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Deferoxamine-B–Functionalized Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Interfaces for Ultralow-Concentration Fe3+ Detection in Semiconductor Process Chemicals
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Bharath Kumar Yadlapalli, Tzu-Chen Huang, Yu-Hsiang Lee, Yu-Che Cheng,
Wen-Yih Chen*
ACS Appl. Mater. Interfaces 2026, 18, 41903−41916
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隨著積體電路尺寸持續縮小,半導體製程對化學品中金屬污染的管控要求日益提高。目前業界多使用感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)進行金屬離子分析,但其檢測成本高、時間長,且逐漸難以滿足先進製程需求。因此,本研究開發一種具高靈敏度、低成本及快速檢測特性的矽奈米線場效電晶體(SiNW-FET)感測器,用於鐵離子(Fe³⁺)的快速檢測。
本研究以天然鐵螯合配體去鐵胺B(Deferoxamine B, DFOB)作為探針,利用Silane-PEG-NH₂與Silane-PEG-OH形成混合自組裝單層膜,並以戊二醛作為交聯劑,將探針共價固定於SiNW-FET表面。透過X射線光電子能譜與分子螢光光譜確認表面改質成功,且仍具有良好的鐵離子親和力。 實驗結果顯示,在純水中,感測器可於10⁻¹⁵至10⁻¹¹ M的Fe³⁺濃度範圍內呈現良好線性響應,每十倍濃度變化約產生−24 mV的訊號變化,優於Nernst理論值,且不易受到高濃度Ca²⁺、Al³⁺干擾。此外,本研究進一步以純水及IPA作為樣品,探討23種金屬離子共存下的感測性能,評估其應用於半導體製程化學品金屬污染檢測的可行性。
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Electric current as a stabilizing thermodynamic field in metallic crystals
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Shubhayan Mukherjee, Wan-Zhen Hsieh, Yu-chen Liu, Ching-Yu Chiang, Shang-Jui Chiu, Jun Mizuno, and Shih-kang Lin*
Nature Communications, 17, 8580, 2026
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電遷移效應(electromigration effect)是近代積體電路(IC)重要的失效機制之一。過去人們理解通電對導體的作用除了產生焦耳熱(Joule heating)等熱效應之外,在高電流密度作用下,同時會產生電子風力(electron wind force)驅動原子擴散。本研究發現,除了上述效應,電流也會影響材料晶格穩定性(materials lattice stability),必須被視為一項熱力學狀態函數(state function)。我們利用臨場(in situ)同步輻射 X 光繞射與奈米繞射技術,觀察電流作用下的銅錫介金屬化合物 Cu6Sn5 的結構變化,發現在相同溫度下,單純熱處理會使六方(hexagonal)結構的 η- Cu6Sn5 相轉變為單斜(monoclinic)結構的 η′- Cu6Sn5 相,但通電時系統卻維持 η 相。通電時,η 相沿各方向產生程度不同的彈性變形,其中 c 軸膨脹約 1.3%,基面收縮約 0.8%,並伴隨特定晶面上的位錯重排;移除電流後,晶格則部分恢復。透過晶粒尺度的應力與應變分析顯示,電流作用後的空間平均應力量級約為 30–40 MPa,與電子風的估算結果相符;然而,此彈性能量密度僅為 9–12 MJ m−3,遠低於晶格重構所需跨越的能障約 150 MJ m−3,不能將此高溫結構(η- Cu6Sn5 相)的保留現象簡化為彈性能足以驅動結構重建。因此,在電流作用下,導體之晶格可透過彈性應變及缺陷重分布釋放電子風產生之應力,這項發現開啟了『電流作用對材料相穩定性影響』之新研究領域,並對現今先進積體電路的材料設計提供新的理論準則。
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Redox-Triggered Interfacial Reconstruction as an Analytical Transduction Mechanism for Optical Detection of Arsine with Liquid Crystals
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Rajib Nandi, Muhammad Umer Saeed, Wei-Ssu Liao, Chih-Hsin Chen*
Anal. Chem. 2026, 98, 25752−25762
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看不見、聞不到,卻可能在極低濃度下造成危害的砷化氫(AsH3),是半導體製程中必須嚴密監控的高毒性氣體。如何把這類微量氣體「看見」,是製程安全的重要課題。本研究跳脫傳統氣體感測器的設計思維,利用液晶對界面微小變化極為敏感的特性,提出一種以奈米尺度表面化學反應驅動光學訊號的新型感測概念。研究團隊在感測表面建構具反應性的金材料界面,當砷化氫接觸後,會引發氧化還原反應與表面重構,進一步改變液晶分子在界面上的排列。這些原本發生在奈米尺度、肉眼無法直接觀察的化學變化,透過液晶分子的集體重新排列被放大,轉換成清楚可辨的明暗光學變化,使微量氣體的化學反應得以被視覺化。這項成果的核心價值,在於證明液晶感測器的性能並非只取決於液晶材料本身,界面上的奈米級表面化學同樣扮演關鍵角色。藉由設計不同的反應性表面,可望將此概念延伸至多種有毒或微量氣體,建立具有高選擇性、低成本與可視化優勢的感測平台。未來若進一步整合光學讀取與自動化監測系統,將有機會應用於半導體無塵室與製程環境,作為微量危害氣體即時監測與安全預警的新工具。
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Bidentate Ligand Engineering of Red Perovskites for Efficient Exciton Transfer and Lattice Rigidity
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Zhen-Li Yan, Ching-Wei Yang, Yu-Xuan Huang, Chien‐Hsin Wu, Ying‐Chi Huang,
Bi-Hsuan Lin, Jean-Sebastien Benas, Ja-Hon Lin, Ru-Jong Jeng*, Chihaya Adachi*,
Chi-Ching Kuo*
Appl. Mater. Interfaces 2026, 18, 42902−42913
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國立臺灣大學 高分子科學與工程學研究所 鄭如忠教授
國立臺北科技大學 分子科學與工程系暨有機高分子研究所 郭霽慶教授
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金屬鹵化物鈣鈦礦因具有高色純度、可調控能隙及溶液製程等優勢,成為新世代顯示與固態照明的重要發光材料。然而,紅光鈣鈦礦中不同維度晶相分布不均,容易阻礙激子傳輸並造成能量損失;其柔軟的離子晶格亦容易受到熱與電場擾動,限制元件的發光效率及操作穩定性。
本研究提出雙齒丙二醯胺配體(Bi-BMP),藉由分子結構設計,同步調控鈣鈦礦的結晶、激子傳輸與晶格穩定性。Bi-BMP的丙二醯胺基團可與Pb2+形成強烈的離子–偶極作用,引導均勻成核與晶相生長,建立由低維相通往高維發光相的高效率激子漏斗傳輸路徑;其剛性亞苯基骨架則可抑制熱膨脹、激子–聲子耦合及電場引發的晶格變形。透過此雙重作用,鈣鈦礦薄膜的光致發光量子產率由4.28%提升至26.97%,並有效降低缺陷造成的非輻射復合。最終,所製備的紅光鈣鈦礦發光二極體展現約14%的外部量子效率、延長十倍的操作壽命,以及接近Rec. 2020標準的高色純度紅光。本研究顯示,雙齒配體不僅可進行表面鈍化,更能整合結晶控制、激子管理與晶格強化,為高效率且耐久的紅光鈣鈦礦發光元件提供新的分子設計方向。
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「硒」是屬於一種非常罕見的元素,據統計,「硒」可被列為地殼內25個最不常見的元素之一。但「硒」在自然界的分布相當廣泛,可惜的是「硒」的分佈地點很分散。主要生產國是加拿大、美國、玻利維亞和俄羅斯,大部分來自〝煉銅廠〞。「硒」的外貌形形色色,不僅有〝無定形〞和〝玻璃狀〞的,也有〝灰色〞晶形和〝紅色晶形〞的,更有〝可溶性〞的和〝不可溶性〞的各式各樣的〝同素異性體〞。也就是說,「硒」的組成和分子結構隨著外界條件不同而有所變化,而「硒」的〝同素異性體〞就有6種之多。
「硒」在日常生活中有3大常見之處: 第一,金屬形態的「硒」有個奇怪的特性,當光線照在「硒」表面時,「硒」會產生電流,這種特性被應用在光電管、測光表、太陽能電池和影印機上,這種電子方面的用途約消耗掉「硒」總產量的1/3,而且必須是純度在99.99%的高品質「硒」。 第二,「硒」的另一應用之處是玻璃工業。「硒」可以用來製造一些特殊玻璃,像是可以隔絕陽光的建築玻璃。 第三,「硒」還有一個主要用途是製造〝亞硒酸鈉〞(H2SeO3),供動物飼料使用,或作為營養補充劑。而自從「硒」的〝半導體〞性質和〝導電性〞性能可隨光強度的變化而變化的二大優點被人們掌握後,「硒」在近代電子工業中開始受到重用。由「硒」製造的〝整流器〞淘汰了〝氧化亞銅整流器〞,特別是用「硒」製成〝光電池〞以後,「硒」在電子工業上需求大增,進而使「硒」生產量直線上升,「硒」的應用也在迅速擴大。一個最著名的應用就是用「硒」做〝太陽能電池〞的材料。因為太陽能照射到〝硒晶片〞上,〝硒晶片〞可以有效吸收太陽能量,進而轉化為電能。
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Everyday Chemicals: Understanding the Risks |
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Columbia University Press, 2023 |
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塑膠水瓶中的雙酚 A 真的有毒嗎?蔬果上的農藥殘留是否需要擔憂?防蚊液和防曬乳塗在皮膚上,到底是保護還是傷害?現代人彷彿天天在化學汪洋裡載浮載沉,該如何理性評估這些潛在的風險?先別慌!這本專為大眾編寫的「化學風險指南」,就是要來拯救你的選擇困難和慢性焦慮。知名毒理學家勒布朗(LeBlanc)用生活實例,帶領讀者理解風險評估的核心邏輯:化學物質的危害並非非黑即白,而是取決於「暴露量」的科學權衡。這是一本實用的解毒手冊,也是一堂培養科學素養的必修課。它賦予讀者必備的批判性思考工具,擺脫對化學品的盲目恐懼,在面對生活中的各種潛在危害時,能依據科學事實做出最合理安心的選擇。 |
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歲時雖已立秋,殘暑與秋老虎的威力仍未褪去,唯有到了深夜才能體會一絲秋涼,請老師們在忙於教學與研究的繁重日程中,也要注意身體保健。同時溫馨提醒一個重要時程,本年度個人專題研究計畫的期末成果報告須在計畫執行期滿三個月內(10月31日前)繳交至國科會,還請各位老師留意時程。願大家在此收穫的季節裡,研究成果豐碩、文思泉湧、揮毫落紙如有神助,來年申請經費一切大順利!
全台化學領域最具規模的徵才交流盛會─第三屆化學產業徵才博覽會,將於2027年2月20日(星期六)在國立台灣大學再次重磅登場!化學產業徵才博覽會致力於串聯企業、學校與人才,讓化學、材料、化工、生醫、半導體、電子、能源等相關領域的優秀人才,與產業有最直接的交流機會。過去兩屆,我們與許多優秀企業共同舉辦全台化學產業徵才博覽會,協助企業接觸更多優秀人才,也讓更多學生看見化學產業的多元發展與職涯機會。2027 年第三屆盛會將全面升級!除了優質企業展覽、主題說明會與深度職涯對談,更有豐富內容打造全方位交流平台。誠摯邀請關注人才培育的優秀企業、學校與相關機關踴躍參展設攤,共同分享產業趨勢與未來藍圖。歡迎與主編聯繫:cwchiu@ntu.edu.tw 了解參展細節,攜手推動台灣化學學術與產業共好,朝向永續發展的目標邁進!
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邱靜雯教授(主編),施定男(推薦報導中文導讀撰寫),
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