香港城市大學(xué)（城大）與本地院校的研究人員共同觀測到嶄新的渦旋電場，具潛力增強未來電子、磁力和光學(xué)器件的功能。

已於國際期刊《科學(xué)》發(fā)表的上述研究極具價值，因它可提升多種器件的運作，包括加強記憶體的穩(wěn)定性及計算速度。循著相關(guān)方向作進(jìn)一步研究，將來甚至可以為量子計算、自旋電子學(xué)及納米技術(shù)等領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。

城大化學(xué)系、超金剛石及先進(jìn)薄膜研究中心的主要成員李淑惠教授說：「過往要產(chǎn)生渦旋電場須通過複雜的程序及使用昂貴的薄膜沉積技術(shù)，但我們的研究發(fā)現(xiàn)，只要簡單地扭轉(zhuǎn)雙層中的二維材料，就可輕易產(chǎn)生渦旋電場。」

過往要製作出潔淨(jìng)的介面，研究人員通常會直接合成雙層物料。可是，要自由地扭轉(zhuǎn)角度並不容易，以低角度扭轉(zhuǎn)尤其困難。李教授指出，她的團(tuán)隊成功研發(fā)的創(chuàng)新冰片輔助傳導(dǎo)技術(shù)可讓團(tuán)隊自由調(diào)控及製作扭轉(zhuǎn)雙層物料，對於達(dá)至雙層之間的潔淨(jìng)介面極其重要。

過往的研究集中於扭轉(zhuǎn)低於3度角，但李教授團(tuán)隊發(fā)明的技術(shù)，借助冰片輔助傳導(dǎo)作合成及人工堆壘可產(chǎn)生0至60度的扭轉(zhuǎn)角，進(jìn)一步擴闊扭轉(zhuǎn)範(fàn)圍。

扭轉(zhuǎn)雙層物料中新穎渦旋電場的突破性發(fā)現(xiàn)亦產(chǎn)生二維準(zhǔn)晶體，更具潛力增強未來電子、磁力及光學(xué)器件。具有不規(guī)律排列結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)晶體，因其低度傳熱傳電的特性，非常適合用於製作高強韌的表面塗層，例如煎鍋。

李教授指出，由於不同的扭轉(zhuǎn)角度會產(chǎn)生不同的渦旋電場，因此這些不規(guī)律排列結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)晶體可應(yīng)用於多個範(fàn)疇，包括讓電子器件有更穩(wěn)定的記憶效能、超高速的流動性及計算速度、無耗散兩極化轉(zhuǎn)換、新穎可偏振的光學(xué)效果，以及促進(jìn)自旋電子學(xué)的發(fā)展。

團(tuán)隊在觀測過程中克服了種種困難。首先，他們需要在雙層物料之間製作出潔淨(jìng)的介面，這促使他們首創(chuàng)以冰片作為傳導(dǎo)物的新技術(shù)。團(tuán)隊利用一片薄冰合成及傳導(dǎo)二維材料，成功製作出可輕易調(diào)控的潔淨(jìng)介面。相較其他技術(shù)，這項冰片輔助傳導(dǎo)技術(shù)更為有效、減低耗時及更具成本效益。

團(tuán)隊接著要面對分析材料的難題。他們最終採用一座四維穿透式電子顯微鏡（4D-TEM），並與其他研究學(xué)者合作，在多個階段的測試中，成功製成扭轉(zhuǎn)雙層二維結(jié)構(gòu)，並發(fā)現(xiàn)嶄新的渦旋電場。

李教授總結(jié)說：「我們的研究有望在納米技術(shù)和量子技術(shù)中的扭轉(zhuǎn)渦旋範(fàn)疇開拓嶄新領(lǐng)域。」她強調(diào)，雖然新技術(shù)的應(yīng)用仍處於早期研發(fā)階段，卻有可能革新器件應(yīng)用，例如記憶體、量子計算、自旋電子學(xué)及感測裝置。

團(tuán)隊的論文題目為「扭轉(zhuǎn)雙層二硫化鉬中發(fā)現(xiàn)極性準(zhǔn)晶體渦旋」，其通訊作者為李教授、香港理工大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)系趙炯教授及楊明教授。其他團(tuán)隊成員包括城大化學(xué)系李振聲教授及香港理工大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)系劉樹平教授。