【勁報記者于郁金/臺南報導】要研究開發先進材料，擁有單晶成長技術不可或缺；在國家科學及技術委員會補助下，國立成功大學物理系特聘教授呂欽山主持晶體成長實驗室，經過10多年努力，逐漸開花結果，透過實驗室成長高品質單晶與國內外超過80個研究團隊進行學術合作研究，光是去年1年，就有4篇晶體材料研究的論文，登上國際頂尖「自然(Nature)」系列期刊，成績斐然。

在學術界領域要發表一篇自然系列期刊論文，往往要花費數年時間並投入許多資源，僅極少數團隊能做到，而呂欽山教授團隊能一口氣一年裡就發表4篇，在國內幾乎無人能出其右。

呂欽山教授表示，為促進國內晶體材料研究水準及提升新穎材料研發競爭力，國科會在2012年結合國內專家推動尖端晶體計畫並成立臺灣自主「尖端晶體材料聯合實驗室(Taiwan Consortium of Emergent Crystalline Materials, TCECM)，成大長晶團隊為其中重要一份子；多年來不僅在學術研究有豐富成果，更努力拓展到應用層面，以「Materials@Taiwan」為概念，開發出許多臺灣自行成長新穎單晶材料，供學術界及產業所需。

呂欽山教授表示，長晶技術對先進材料研發相當重要，在實驗室內利用各種化學元素與生長設備精密調控，不斷反覆嘗試而成長出各式具獨特性質與應用潛力的單晶；目前有深厚基礎研究與工業實力大國例如美、德、日、中等，都有大型常設研究機構積極投入晶體成長，而過去在臺灣要研究新材料，必須透過這些機構提供晶體或向國外購買，導致研究過程受制於人錯失先機，因此才有尖端晶體聯合實驗室成立必要性與急迫性。

呂欽山進一步表示，成大團隊在長晶專家郭家農博士努力下，持續累積成長出超過100種不同類型高品質單晶，此亮麗成果在全球知名長晶實驗室中，亦屬罕見，因為大部分實驗室只能專注於2、3種晶體，因此成大能與國內外眾多研究團隊合作，並且產出豐碩成果，目前累計合作中外國實驗室已超過20個。

僅去年一年就有4篇相關論文發表在自然系列期刊上，包括與美國麻省理工學院團隊合作，由成大提供高品質的二維半導體材料二硫化鉑(PtS2)單晶，用以驗證突破性凡德瓦材料轉印於基板製作技術，成果刊登在自然電子學(Nature Electronics)。

呂欽山表示，另外3篇都是與國內團隊合作，包括與國科會前自然處處長羅夢凡教授團隊合作，由成大提供二維材料鉑碲化合物(PtTe2)單晶，進行甲醇分解反應研究；與陽明交通大學超快光學專家羅志偉教授團隊及臺大凝態中心主任朱明文博士團隊合作，由成大提供碲化銅(CuTe)單晶，進行電荷密度波研究，成果都刊登在「自然通(Nature Communications)」上。

郭家農博士表示，大自然中礦物結晶要花數千數萬年才能慢慢形成，而實驗室裡要長出晶體，不僅需要調整各項參數並設計多種長晶方式，每一次實驗也要花費數十天甚至上月時間，因此要成功成長出一種單晶，經常要數十次錯誤嘗試調整，是極需要耐心與毅力工作；看到自己成長出各式晶體能幫助各領域研究，就覺得再辛苦也值得，而且唯有透過低缺陷高純度晶體，才能獲得正確物理性質的資訊，使實驗結果與理論計算得以驗證。

郭家農博士表示，自己也會出於好奇心，嘗試從未有人做過的晶體。像是具有超導體特性的金錫化合物 AuSn4、具催化特性的拓樸半金屬材料 Pt3Te4 與 NiTeSe 等，成大晶體成長實驗室是全世界第一個成功生長這些單晶的團隊。

呂欽山因長期投注在晶體材料研究與推廣，去年在台灣物理學年會中，獲頒「中技社傑出物理學術獎」，表彰他對鏈結國內外晶體材料研究合作，所做卓越貢獻；透過這些合作，呂欽山近5年發表在國際期刊論文超過80篇，成果相當豐碩。

校方表示，以下是4篇Nature系列期刊論文出處：
1、「Van der Waals device integration beyond the limits of van der Waals forces via adhesive matrix transfer」, Nature Electronics 7, 17-28(2024)。

2、「Investigating the role of under-coordinated Pt sites at the surface of layered PtTe2 for methanol decomposition」,Nature Communications 15, 653(2024)。

3、「Three-dimensional ultrafast charge-density-wave dynamics in CuTe」,Nature Communications 15, 2386(2024)。

4、「The growing charge-density wave order in CuTe lightens and speeds up electrons」,Nature Communications 15, 9345(2024)。

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