白奇峰Chi-Feng Pai

國立臺灣大學材料科學與工程學系助理教授

從基礎凝態物理學出發 開發次世代磁性記憶體

因為近年來人類追求更高速且節能的電腦及行動裝置，次世代記憶體在半導體產業中扮演的角色越趨重要。本人目前的研究即是從基礎凝態物理實驗出發，藉由探討磁性物質與多種新穎材料系統的交互作用，企圖開發出具有非揮發性且高速的磁性記憶體元件。


本人於康乃爾大學攻讀博士學位期間踏入自旋電子學 ( spintronics ) 領域，師事發現自旋矩 ( spin-transfer torque ) 現象的Robert Buhrman 教授， 致力於研究過渡金屬中之自旋軌道耦合 ( spin-orbit coupling ) 及自旋霍爾效應 ( spin Hall effect ) 。利用自旋霍爾效應所產生的自旋軌道矩 ( spin-orbit torque ) ，成功開發了自旋霍爾效應材料與磁穿隧節 ( magnetic tunnel junction ) 之結合元件，本人亦成為自旋軌道矩磁性記憶體 ( spin-orbit torque MRAM ) 的共同發明人。


於臺灣大學材料系任教期間，建立了自旋電子與磁性材料實驗室，帶領學生研究新穎材料 ( emergent materials ) 系統中的自旋霍爾效應，並持續解決自旋軌道矩記憶體在半導體工程上的限制。不僅發現了硫族化物 ( chalcogenides ) 亦可能具有巨大之自旋霍爾效應，也提出了零場 ( zerofield ) 自旋軌道矩翻轉的機制。


近年來，除了學術研究外，也與工研院電光系統所及台灣積體電路公司合作，希望將自旋軌道矩記憶體的技術轉移至臺灣業界。除了學術期刊論文及相關專利，本人目前也著力於撰寫磁性記憶體的教科書，盼能造福更多有心於此領域之學子及產業界人士。

得獎感言

感謝各位評審委員的青睞，以及家人一路上的支持，非常榮幸能夠獲得吳大猷先生紀念獎。4 年多前甫自國外返臺任教，便陸續執行科技部的新人計畫及哥倫布計畫迄今，能在自旋電子學領域有不錯的研究成果，皆仰賴學門對本人的支持。在系上任教、帶領實驗室研究團隊時，也希望能夠藉由基礎的凝態物理實驗，培養符合臺灣產業所需的專業人才。


雖然磁物理及磁性記憶體乍看之下是個非常小眾的研究領域，但過去幾年內吸引了眾多國內外企業投入資金研究、開發，也吸引了許多年輕學子的目光。而把這些新型態記憶體之物理極限及材料特性⋯等相關知識和研究方向，傳承給目前在學的學子，便是我的重要任務之一。

個人勵志銘

Through Measurement to Knowledge .