台師大實現多階光電記憶 開創光控儲存新篇章

【記者張穎容台北報導】台灣師範大學團隊證明，光的角動量可作為為驅動的新型多階光電記憶技術，成果登上國際知名學術期刊《Science Advances》。

台師大表示，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、功耗與速度三大挑戰，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，階數有限、能效受限。

為突破此瓶頸，台師大物理系教授藍彥文、陸亭樺領導研究團隊從光學角度出發，聚焦於「渦旋光」（具有軌道角動量的光束），其旋轉相位結構能產生獨特的縱向電場分布，對光電材料中的電子態造成可調控的影響。

研究以單層二硫化鉬（MoS2）為核心材料，構築光電記憶元件，當具不同角動量數的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。

實驗證明，僅藉由改變光的角動量即可實現多階記憶狀態，電流讀出值隨光束值產生明顯且可重現的差異，代表一個記憶單元不再僅限於二進制，而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。 

研究團隊確認OAM光驅動的多階記憶效應具高穩定性與可重現性，分析結果顯示，OAM光場的縱向電場改變了電子陷阱能障，使載子在材料中的遷移行為可被光的角動量有效調控，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。

台師大表示，本研究成果不僅在科學原理上具有開創性，更展示在光電與二維材料研究領域的國際競爭力，未來若能與半導體工藝結合，有望應用於高速、低功耗的光記憶晶片與光子整合電路，成為次世代資料儲存與光運算平台的重要里程碑。