國立臺灣師範大學 物理學系 2016-2017年研究亮點

電位調控Co/Pt磁特性與物理機制

國立臺灣師範大學物理學系蔡志申教授在溶液中以電位調控磁特性提供了自旋電子元件一個高控制效益、低耗能與具成本優勢的方法；以在Bloch磁域壁區間的奈米級Co/Pt為例，幾百電子伏特的電位就能夠可逆地調控其矯頑力在適合讀出或寫入的區域，我們並建立了一個電位調控磁異向能模型成功解釋其物理機制，實現具高穩定度的電位易調控磁記錄元件概念。
 

Cheng-Hsun-Tony Chang, Wei-Hsu Kuo, Yu-Chieh Chang, Jyh-Shen Tsay*, and Shueh-Lin Yau,* "Tuning coercive force by adjusting electric potential in solution processed Co/Pt(111) and the mechanism involved", Scientific Reports 7, 43700 (2017).

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GPCR蛋白質網絡的可視化: 分類與演化

國立臺灣師範大學物理學系陳啟明教授與其研究團隊的胡耿銘博士和麥德倫博士共同提出了研究GPCR蛋白質網絡的自動化分類演算法，並且報告了該研究在了解GPCR蛋白質的分類與演化上的應用。藉著非監督的學習演算法，如附圖所示，研究團隊對2770個檢閱過的GPCR蛋白質序列進行自動分類。自動化的序列分類結果除了能解釋GPCR資料庫的功能分類外，還能準確識別受測胺基酸序列是否為GPCR蛋白質以及其功能。另外，可視化的GPCR蛋白質網絡也具體說明了肽受體與嗅覺受體兩大蛋白質群的演化差異。團隊也應用該演算法來建構GPCR蛋白質的演化樹。
 

Geng-Ming Hu, Te-Lun Mai, and Chi-Ming Chen*, “Visualizing the GPCR Network: Classification and Evolution”, Scientific Reports 7, 15495 (2017).

 空能帶超導及多元超導序參數掌性

國立臺灣師範大學物理學系吳文欽教授與University of Wisconsin-Madison Robert Joynt教授共同提出空能帶中可能有超導性及多元超導序參數掌性的理論報告，這份報告起緣於最近一個柯爾旋轉角在重費米子超導體UPt3的實驗結果[Science 345, 190 (2014)]。研究發現幾個條件必需同時成立才能解釋實驗結果，這些必要條件包括：(1) 超導序參數時間反轉對稱性及一些鏡面對稱性破缺、(2)距離費米面約0.8 eV的空能帶需有超導形成、(3)柯爾實驗光子激發的兩個超導序參數(一在占據能帶，另一在空能帶)具有相異的掌性。這個結果可能開啟研究拓撲超導體的一個新方向。
 

 

Robert Joynt* and Wen-Chin Wu*, "Superconductivity in Empty Bands and Multiple Order Parameter Chirality", Scientific Reports 7, 12968 (2017).

空間複雜偏振的雷射光源

國立臺灣師範大學物理學系陸亭樺副教授利用空間光相位調製器產生具有空間偏振相關性的複雜雷射光，並將複雜結構光的偏振態映射至高階龐加萊球面上。這類新穎雷射光的產生方式是將一道雷射光源入射至空間光相位調製器產生空間相位不同的結構光場，再將光波一分為二，分別賦予左旋光與右旋光的偏振特徵，最後再將兩道光合而為一進行後續分析。實驗結果顯示了這種方法能有效率的產生空間複雜偏振的雷射光源，為光訊號傳輸提供了另外兩個可負載資訊自由度:光強度與偏振。此種光源有機會應用於光資訊的傳輸且大幅提升傳輸速率。
 

T. H. Lu*, T. D. Huang, J. G. Wang, L. W. Wang, and R. R. Alfano, "Generation of flower high-order Poincaré sphere laser beams from a spatial light modulator", Scientific Reports 6, 39657 (2016).