世界最小纳米**摩擦力研究　交大和日本理研联合成果登“物理评论快报”

2012年交通大学与日本理化学研究所携手建立前瞻基础科学联合研究实验室，隔年RIKEN购置尖端极低温仪器设备运抵交大。在仪器设备顺利运转三年后，交大-日本理研联合实验室第一篇论文诞生，揭示微纳米**下电子移动现...

2012年交通大学与日本理化学研究所携手建立前瞻基础科学联合研究实验室，隔年RIKEN购置尖端极低温仪器设备运抵交大。在仪器设备顺利运转三年后，交大-日本理研联合实验室第一篇论文诞生，揭示微纳米**下电子移动现象的全新视角，发表于极具指标*的国际专业物理期刊《物理评论快报Physical Review Letters》，此一国际*突破研究，展现交大理学院迈向国际舞台的亮眼成果。

论文《Stick-Slip Motion of the Wigner Solid on Liquid Helium》第一作者为联合实验室英籍助理研究员David G. Rees博士，其余作者包括交大物理所林志忠教授、日籍交大讲座教授Kimitoshi Kono博士、俄罗斯喀山大学博士生Niyaz R. Beysengulov，为横跨英、台、日、俄的跨国合作研究。除获选为Editor’s Suggestion，《物理评论快报》更邀请国际权威、美国密西根州立大学物理系Mark Dykman教授撰写引荐短文，同步刊登于美国物理学会杂志《Physics》，获国际重视程度可见一斑。

David G. Rees博士表示，研究首先以低温让氦气成为液态氦，再以灯丝通电释出电子，部分电子会停留于液氦表面，因电子间电荷的排斥现象，使电子在液氦薄膜上会形成排列有序且等距的二维电子晶体，称作维格纳晶体(Wigner crystal)。带有负电的电子降落后，极化液氦表面产生形变，出现周期*的波峰和波谷，在波谷中静止的电子被液氦表面黏着住(stick)。

为持续探讨电子的运动现象，以电场施加外力推电子，当外力达到临界值时，电子脱离液氦表面的黏着而滑动(slip)，当电子开始滑动，其所受的外力骤降，重新被液氦表面黏着住，形成崭新的黏着与滑动现象，此为自然界所能产生最小摩擦力的系统，也是学界领先发现世界最小**的摩擦力系统。

团队自电子跟环境作用力中学得新的电子移动概念，未来将尝试控制单颗电子，调变其量子态，使成为单颗电子组成的量子位元。多个量子位元构成量子电脑，执行量子计算，可破解高端机密密码、运算最大质数及精密预测气候。二维电子晶体同时也是世界上独一无二、接近完美无缺陷的系统，可作为理想模型以理解其他电子系统的黏着与滑动现象。例如已运用于产业界的三五族化合物半导体，其二维电子与晶格原子存在类似的黏着现象，但因其时间**过短难以研究，团队研究将有助于深刻理解电子在半导体中的动力学。

国际*突破研究在交大低温物理实验室完成，展现交大—日本理研联合实验室跨出扎实的第一步。基础研究需要时间酝酿、发酵然后成长结果，联合实验室成功运作有赖众人努力，及张俊彦、吴重雨、吴妍华、张懋中校长全力支持交大与日本理研的双边合作，包括联合培养研究生及探讨前瞻科学课题。理研也邀请国际学者前来访问交流、举办学术研讨会，大幅提升交大研发能量与国际能见度。同时感谢“前瞻跨领域基础科学中心”对基础科学研究和国际化的坚定信念与无私支持；2016年科技部规划资助六件“台湾—日本理研双边合作研究计划”，交大物理和化学领域就争取到三件，值得肯定。

林志忠教授表示，RIKEN肯定交大理学院有能力进行前瞻基础科学研究，故选择在交大而非国内其他大学与研究机构建立联合实验室。大学有义务发现科学新知识、促进人类文明提升并贡献于宇宙，交大—日本理研联合实验室为交大开创新局，是迈向顶尖大学的亮丽突破，也是交大教学和研究走向多元发展的重要助力。

美国物理学会《Physics》网页连结：http://physics.aps.org/a人体icles/v9/54