諾貝爾物理獎表彰阿秒光脈衝　學者：有助半導體產業

2023年諾貝爾物理獎今（10/3）日公布，由3位學者以阿秒光脈衝技術獲得殊榮，讓人類得以在阿秒（註）的極小時間尺度下觀測電子運行。中研院物理研究所研究員溫昱傑則表示，在此時間尺度下只有電子在移動，其他物質都是暫停的，能單純、乾淨地觀察電子的特性，此技術能幫助人類理解跟操控物質裡電子的行為，像是半導體開發就會涉及電子在材料裡的轉移等作用，所以如果可以更瞭解，也有助於讓半導體等電子元件的製作更進步。

註：阿秒（attosecond）為時間單位，指1秒的10的-18次方，或0.000000000000000001秒。

2023年諾貝爾物理獎今晚揭曉，由美國物理學家阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、匈牙利-奧地利物理學家克勞斯（Ferenc Krausz）、法國-瑞典物理學家呂利耶（Anne L’Huillier）共獲殊榮，以表彰他們的實驗發現了阿秒尺度的脈衝光，並證明透過這些光脈衝捕捉電子移動的瞬間。

台灣科技媒體中心今也舉行記者會，邀集相關領域學者解析此次結果。清華大學電機系副教授陳明彰說明，眨個眼睛是毫秒，1秒的10的-3次方，奈秒是1秒的10的-9次方，飛秒得則是-12次方，可見得阿秒非常快速，人類歷史上雷射問世後，脈衝光的速度很快就進展到奈秒，接下來有段時間一直卡5-6個飛秒，此次三位得主的貢獻，是把人類最短的脈衝從10-5個飛秒，壓縮到200阿秒，人類才可以清楚拍攝到電子運動的影像，所以是在人類歷史開設新的時間極限能力光源。

陽明交大生醫光電所助理教授賈世璿進一步解釋，就像拍照時需要相機快門，快門時間越短，才能拍到移動越快的物體，脈衝寬度就像是快門，因此過去科學家不斷想突破快門極限，而電子繞氫原子軌道運行的速度，大概是150阿秒左右，所以要看到這麼快的行為就需要這樣的快門，所以這就是為何重要。

陽明交大電子物理系教授羅志偉則表示，這個研究領域可以稱為超快光學，分別在1999年、2005年、2018年，以及今年的阿秒光脈衝，廣義來說已經拿下第4個諾貝爾獎，歷年得主的研究在發展上都互有關連，阿秒光脈衝的技術一來就是可以用光源來操控相機，應外也可以拿這個雷射來操控絕緣體變導體。

羅志偉進一步解釋，在材料學領域來說，電子、聲子、自旋3個就像電影主角，彼此的作用力造成材料的不同特性，這在現代工業運用很重要，可以把本來不導電的絕緣體，在雷射作用下那瞬間變成導體，可以用這個雷射去操控現在所知材料的物質特性，讓材料運用有新的可能性，可以做高速的電晶體跟電子元件，也許還可以取代ASML幫台積電做的曝光激光源。

中研院物理研究所研究員溫昱傑則表示，在阿秒的時間尺度下，基本上所有物質的組成都是凍結的，可以在其他物質都暫停的情況下，單純、乾淨地觀察電子的特性，此技術開發後，很大用途部分是幫助人類理解跟操控物質裡電子的行為，像是半導體開發就會涉及電子在材料裡的轉移、電子跟電磁的屏蔽跟散射的作用，所以如果可以更瞭解電子的交互作用跟行為如何受環境影響，可以幫助材料科學跟自然科學，未來也有助於半導體等電子元件的製作更進步。