台師大證實光角動量可控制資訊 開創儲存新途徑

(中央社記者許秩維台北5日電)台師大團隊研究首次證明,光的角動量可作為獨立的資訊控制變數,改變角動量即可實現多階記憶狀態,有助於提升資訊儲存密度與靈活度,未來可應用於光記憶晶片與光子整合電路。
台灣師範大學今天發布新聞稿指出,在資訊科技高速發展的時代背景下,記憶體技術正面臨儲存密度、功耗、速度等3大挑戰;由於傳統電子式與光學式記憶多以「0」與「1」的二進制形式儲存資訊,因此階數有限、效能也受限。
台師大物理系教授藍彥文、陸亭樺領導的研究團隊,聚焦「渦旋光」(具軌道角動量的光束),以單層二硫化鉬為核心材料,構築光電記憶元件,當不同角動量數的OAM光束照射於元件表面時,光場的螺旋結構能促使材料中的陷阱能階密度發生改變,進而控制電荷捕獲與釋放過程。
團隊實驗證明,藉由改變光的角動量即可實現多階記憶狀態,電流讀出值會隨光束值產生明顯且可重現的差異,這代表一個記憶單元不再僅限於二進制,而是可擁有多重可辨識電荷態,大幅提升資訊儲存密度與靈活度。
另外,團隊也透過電流–電壓與時間解析實驗,確認OAM光驅動的多階記憶效應具高穩定性與可重現性;與傳統依賴光強或波長的光控方式相比,此研究首次證實「光的角動量」本身即可作為獨立自由度,帶來全新的記憶操控概念。
研究團隊提到,光的空間結構可使光學自由度轉化為可量化的記憶訊息,助力光電元件邁向高密度、多值化、非接觸式控制,適用於光子運算、AI硬體等;未來可探索如何將OAM光控機制擴展至其他二維材料與異質結構系統,若能與半導體結合,有望應用於光記憶晶片與光子整合電路。(編輯:李亨山)1141105
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