中原大學陳定睿與 MIT 次世代奈米電子元件技術登 Nature

中原大學電子工程學系助理教授陳定睿，研究二維材料與先進元件，成果登上國際頂尖期刊Nature。圖／中原大學提供

中原大學電子工程學系助理教授陳定睿，與麻省理工學院教授Jing Kong研究團隊合作，研究以靜電排斥力爲核心的先進轉移技術，有效克服二維材料整合進三維半導體制程時的潔淨度、完整性與可量產性等挑戰，研究報告獲國際頂尖期刊Nature採用登9月正刊。

校方表示，此項原子級轉移技術的突破，對產業化應用與未來可堆疊、節能半導體架構的發展，具有關鍵推動作用，也爲中原大學研究發展再創重要里程碑。

中原大學表示，電子系（半導體組）助理教授陳定睿以「Electrostatic-repulsion-based transfer of van der Waals materials」爲題發表研究報告，內容探討自石墨烯問世以來，二維材料以原子級薄度與獨特性質備受關注，尤其在電子領域，被視爲下一代裝置的理想材料，可望突破現今矽在奈米尺度的瓶頸，補足CMOS侷限，實現更高密度與低能耗電晶體。

然而，高品質二維材料要導入晶片，須先在適合基板生長再轉移至目標電路；過去十年雖提出多種轉移策略，仍難以獲得乾淨的表面，或無法同時兼顧完整性、速度、規模與成本等產業需求。

陳定睿與團隊開發出基於靜電排斥力的電雙層（EDL）轉移方法，利用弱鹼性氨水滲入二維材料與基底界面，使兩者表面形成EDL，於間隙產生靜電排斥力，進而自發剝離材料。團隊在多種二維材料與合成基板上驗證此技術，並製作約300個元件與進階分析，證明其在可擴展性、均勻性、潔淨度及電性表現皆名列前茅，因具CMOS相容性與產業潛力。

該成果同月也獲李連忠博士於Nature News & Views以「Electrostatic-based transfer keeps 2D materials ultra-clean」爲題專文肯定此技術。

陳定睿曾任中央研究院研究助理，在臺大就讀博士期間，以國科會「千里馬研究學者」身分赴MIT訪問研究。他也曾任職於ASML公司EUV工程部門，參與臺積電先進製程設備測試與跨國技術合作，2今年以年僅30歲專業到中原大學任教。

他表示，推動自己持續前進的動力，源自於希望透過研究來教育及引導下一代，研究成果或許會被時間取代，但讓學生在研究過程中學會爲人處事、懂協作、勇於面對挑戰，並培養堅定的心態與能力去迎向未來，纔是他最重視的影響力。

陳定睿談到二維奈米材料最令他着迷之處「厚度僅爲人類頭髮十萬分之一的材料，卻能精準組裝成推動半導體極限的元件」，這也是吸引他投入研究的主因。憑着旺盛的好奇心與學習精神，他快速累積了從二維材料成長到元件應用的完整研究經驗，並逐步建立起跨越基礎科學與前瞻工程的研究視野。他特別感謝家人支持、中原大學的研究環境、國科會計劃的資助，以及引領他進入此領域的中央研究院博士謝雅萍與臺大教授Mario Hofmann的指導。