【本報台北訊】電晶體若想體積愈來愈小、速度愈來愈快，業界預料半導體產業在一、二十年後將遇到瓶頸，數年來全世界科學家無不絞盡腦汁研發，成大團隊率先研發出「全電式自旋電晶體」，研究成果登上二○一五年一月頂級期刊《自然奈米科技》（Nature Nanotechnology）封面，可以取代傳統電晶體，速度快上一千倍，科幻電影情節中的超級電腦將成真。

成大物理系副教授陳則銘表示，線上訂票系統、網路銀行、信用卡、手機、電腦等都會用到電晶體，但傳統電晶體面積與速度都有極限，現在iPhone6使用的是20奈米，而台積電正在研發16奈米，英代爾正在研發10奈米，但科學家都知道發展到5奈米是極限，未來十年若突破不了，將重創兩千五百億美金的資訊產業。

陳則銘說，電晶體運轉原理就像水流在跑，中間有閘門，水流通過就是1，關起來就是○，如何加速閘門的開關，就能掌握速度。因此世界各國科學家提出新型態的「自旋電晶體」，結合電和磁，透過磁性來改變自旋電子方向，讓電晶體更省電、運算速度更快。但是，經過數年實務運作，科學家發現磁性材料注入後，和積體電路難以結合。

成大團隊陳則銘帶領研究生莊博任、何昇晉、陳錦宏與范儒鈞等人，自二○一二年起，決定跳脫利用磁性材料的思考模式，改採改變電壓來操控自旋電子的方向，可重新改寫傳統電晶體的運算速度，且更節省電力，如英代爾研發的電晶體若需要一伏特來啟動閘門讓電子改變方向，全電式自旋電晶體只需十分之一的電力，卻能達到一千倍的效能。

第一作者成大物理系博士生何昇晉和莊博任兩人在實驗階段，每天苦思不同對策，由於儀器設備及線路設計較為複雜，訊號也極度微小，因此幾乎都在夜間實驗，每天耗十二個小時以上，兩人每周平均分配兩至三天熬夜，終於苦熬有成。何昇晉說，希望此研究最後可以落實在產業界，協助半導體革命。