二維材料PtTe2表面的甲醇分解反應

期刊: Nature Communications 15 (2024) 653

作者: Jing-Wen Hsueh, Lai-Hsiang Kuo, Po-Han Chen, Wan-Hsin Chen, Chi-Yao Chuang, Chia-Nung Kuo, Chin-Shan Lue, Yu-Ling Lai, Bo-Hong Liu, Chia-Hsin Wang, Yao-Jane Hsu, Chun-Liang Lin,* Jyh-Pin Chou* and Meng-Fan Luo*

題目: Investigating the role of undercoordinated Pt sites at the surface of layered PtTe2 for methanol decomposition

研究說明: TMD二維材料因為它的二維結構能夠提供最大反應表面積卻使用最少的材料。我們發現吸附在PtTe2表面Te空缺裏低配位Pt位置上的甲醇有超過90%的反應機率。這特別的反應能力起源於低配位Pt的三角形分布與部分氧化。

在 BGGSe 晶體中產生用於非線性注入兆瓦級 CO2 放大器的高能量皮秒 10.2 微米脈衝

期刊: Optics Express 32, 11182–11192 (2024) (Editor’s Pick)

作者: Ya-Po Yang, Jheng-Yu Lee, and Jyhpyng Wang

題目: Energetic picosecond 10.2-μm pulses generated in a BGGSe crystal for nonlinear seeding of terawatt-class CO2 amplifiers

研究說明: 我們展示了一種產生高能量皮秒 10.2 微米脈衝的新方法，此方法基於次奈秒單頻 1338 奈米脈衝和寬頻 1540 奈米啾頻脈衝在 BGGSe 晶體中進行非線性混頻。經過光柵壓縮器壓縮後的 10.2 微米脈衝可用於注入高功率 CO2 放大器。該脈衝的能量可超過 60 微焦耳且擾動為 3.4% (方均根誤差)。由條紋相機配合克爾偏振旋轉進行單擊發脈衝寬度量測，並結合脈衝頻譜的量測，顯示該脈衝寬度在 2.7-3 皮秒之間。數值計算表明，在高氣壓 CO2 放大器中注入此高能量的種子脈衝可引起功率增寬和動態增益飽和產生的拉比翻動。藉此由 CO2 分子的梳狀光譜所導致的脈衝分裂現象可被這些非線性效應極大地抑制。經過多通 CO2 放大器之後，我們預計峰值功率可超過 1 兆瓦。

直接參考原子躍遷頻率的光梳光鐘

期刊: Optics Letters 48, 2421 (2023)

作者: T. -W. Liu, B. W. Chen, H. –H. Yu and W. –Y. Cheng*

題目: High-resolution Cs-Rb two-photon spectrometer for directly stabilizing Ti:sapphire comb laser

研究說明: 超短脈衝光梳雷射直接與銫銣原子交互作用，做成光鐘。等於用一台寬頻雷射建立十萬個光鐘並有目前文獻所知最高解析光梳光譜。為日後6G通訊所需之太空計量學重要進展。

高真空下的銣原子雙光子光鐘

期刊: Optics Letters 48, 5984 (2023)

作者: C.-H Chu, P. C. Chang, Y. –J. Shih, D. A. Luh, M. –S Chang, T. W. Liu, Y. –T. Lin, B. W. Chen and W. –Y. Cheng

題目: Measurement of the 5S1/2 to 5D5/2 two-photon clock transition frequency of rubidium-85 in high vacuum

研究說明: 我們使用在本實驗室研發的量子干涉光譜製作光鐘 ﹐獨特的做法不但高解析﹐而且避免了二級光鐘常有的頻率誤差。在高真空下我們決定了銣原子光鐘的頻率﹐為文獻所知最接近原子自然躍遷頻率。

Cu7PS6黃銀礦晶體之類非晶超低熱傳導行為

期刊: Advanced Science

作者: Xingchen Shen*, Niuchang Ouyang, Yuling Huang, Yung-Hsiang Tung, Chun-Chuen Yang*, Muhammad Faizan, Nicolas Perez, Ran He, Andrei Sotnikov, Kristin Willa, Chen Wang, Yue Chen*, Emmanuel Guilmeau

題目: Amorphous-Like Ultralow Thermal Transport in Crystalline Argyrodite Cu7PS6

研究說明: 銅基與銀基的黃銀礦超離子導體晶體在超離子相變溫度附近展現出類似非晶體的超低晶格熱導率特性，引起了學術界的廣泛關注。這些材料因其獨特的熱電性能，被視為具有潛力的熱電材料候選。然而，對於其晶格熱導率的量化分析以及驅動其顯著熱電性能的微觀機制仍不充分了解。 在本研究中，我們通過結合實驗和理論分析的方法，揭示了在銅基黃銀礦-Cu7PS6中，低能量光學聲子的存在與其超低晶格熱導率之間的關聯。研究指出，這些低能量的聲頻支透過減少聲學-光學聲子間的能量交叉，引發了強烈的聲子散射現象，從而實現了類似非晶體的超低熱導率。透過統一的熱傳導理論對熱導率進行分析，本研究成功地再現了實驗觀察到的超低晶格熱導率範圍，從0.43到0.58 W mˉ¹ Kˉ¹，在100至400 K的溫度範圍內。 進一步的分析顯示，Cu7PS6中觀察到的類非晶超低熱導率主要源自於一種顯著的波動導熱機制。模擬結果揭示，這種波動式熱傳輸主要由於Cu相關的低能量重疊光學聲子的貢獻。本研究的發現突顯了低能量和重疊光學模式在促進類非晶超低熱傳導過程中的關鍵作用，為深入理解黃銀礦材料複雜的動力學過程提供了全面的洞察。 透過本研究的成果，我們不僅對Cu和Ag基黃銀礦超離子導體材料的低熱導率現象有了更深入的理解，同時也為開發新型高效熱電材料提供了重要的理論基礎和實驗證據。

介觀尺度接觸線的雪崩與極值統計

期刊: Phys. Rev Lett. 132, 084003

作者: C. Yan, D. Guan, Y. Wang, P.Y. Lai, H.Y. Chen, P. Tong

題目: Avalanches and Extreme Value Statistics of a Mesoscale Moving Contact Line

研究說明: 我們分析了懸掛 AFM 玻璃纖維粗糙表面上接觸線 (CL) 的黏滑動力學。，CL滑動所需的最大力 遵循極值統計，測量的 δf 遵循雪崩動力學，其冪律分佈與 Alessandro-Beatrice-Bertotti-Montorsi 模型非常一致。結果提供了介觀尺度的 CL 動力學的準確統計描述，這對於涉及隨機缺陷或粗糙度景觀中的黏滑運動的常見問題具有重要意義。

介觀尺度的黏滑摩擦統計定律

期刊: Nature Communications 14, 6221

作者: Caishan Yan, Hsuan-Yi Chen, Pik-Yin Lai & Penger Tong

題目: Statistical laws of stick-slip friction at mesoscale

研究說明: 我們透過一組通用的雪崩動力學統計定律來描述黏滑摩擦。例如，觸發局部滑移所需的最大力服從廣義極值分佈，而滑移長度則透過冪律分佈很好地表徵，並解釋了冪律指數。此外，掃描探頭的黏滑運動可以想像為其質心在隨機釘扎場中移動的結果，該隨機釘扎力場由受到布朗相關釘扎力場的欠阻尼彈簧塊模型描述。本模型捕捉了黏滑摩擦的基本物理原理，為黏滑摩擦中的雪崩動力學提供了長期尋求的物理機制。

使慢光做迴旋運動

期刊: Phys. Rev. Research 5, L042029

作者: Yu-Hung Kuan, Shin-Yu Lee, Siang-Wei Shao, Wu-Cheng Chiang, I-Kang Liu, Julius Ruseckas, Gediminas Juzeliūnas, Yu-Ju Lin, and Wen-Te Liao

題目: Synthetic Landau levels and robust chiral edge states for dark-state polaritons in a static and scalable continuum media

研究說明: 一般來說電中性粒子無法感受到電磁場所產生的Lorentz力。我們與立陶宛Vilnius大學、英國Newcastle大學及IAMS 合作提出利用電磁誘發透明替電中性暗態激極子產生等效磁場。我們更進一步展示如何產生並操控處於Landau能階及堅固手徵性邊界態的二維暗態激極子。我們利用光學方法在實驗室坐標系中產生的合成磁場具有可擴展性，且Aharonov-Bohm相位是在連續介質中產生，而非一般具晶格結構的拓樸材料。 我們的系統能作為多功能量子模擬器、動態可控光子線路和拓樸光量子態產生器。

原行星盤中的手搖杯

期刊: Astrophysical Journal, 926, 176 (2022)

作者: A. Jiménez-Escobar*, A. Ciaravella, C. Cecchi-Pestellini, G. M. Muñoz Caro, C.-H. Huang, N.-E. Sie, Y.-J. Chen*

題目: X-ray induced diffusion and mixing in layered astrophysical ices

研究說明: 在極低溫的天文環境中，由於不同分子的固化溫度不同，因此冰晶結構被預期應該呈現極性與非極性的雙層結構。先固化的極性冰晶主要由水、甲烷、氨所組成，而覆蓋在上層的非極性冰晶以一氧化碳分子為主要元素，在氫化作用後形成由一氧化碳與甲醇所組成的混合冰晶。我們的研究結果顯示，在X光的作用下誘發雙層結構冰晶中的分子發生了長距離的擴散現象，進而造成上下層冰晶分子的混合破壞了層狀結構，而這樣的混合現象將大大提昇有機複雜分子的生成機會。

在X光錐形波導管中產生原子核瞬時居量反轉

期刊: Phys. Rev. Research 4, L032007 (2022)

作者: Yu-Hsueh Chen, Po-Han Lin, Guan-Ying Wang, Adriana Pálffy, & Wen-Te Liao

題目: Transient nuclear inversion by X-Ray Free Electron Laser in a tapered x-ray waveguide

研究說明: 本工作表明將原子核樣本放置在X光錐形波導的焦點處，聚焦的 X 光自由電子雷射(XFEL)可以產生同調地產生瞬時原子核居量反轉。用高原子序的包覆材料(如鉑)所製成的橢圓X光波導管可以聚焦X光使其強度比入口端大800倍左右。此功能可用於驅動原子核Mössbauer躍遷並達到原子核瞬時居量反轉。本工作還證明儘管在XFEL相干時間≤10fs 的參數區域中，仍可產生高達約 2×10^5 顆原子核處於激發態。此結果展示了錐形波導在 X 光量子光學領域中的重要作用。本工作和製造gamma射線雷射或原子核電池的應用息息相關。