前瞻技術脈動：先進材料與技術(202618)

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2026年6月26日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202618)

新型訊號檢測器可大幅降低次世代無線通訊網路的能耗
隨著6G等次世代通訊需求快速增加，Cell-Free MIMO被視為未來的關鍵技術，但一大問題是訊號檢測需要大量運算，導致耗能過高。台灣大學（National Taiwan University）研究團隊近期發表一種名為DMPACT2的新型訊號檢測方法，概念就像「聰明分工」，能依照訊號的特性動態調整演算流程，把計算資源集中在最重要的部分，避免能量浪費。配合兩種額外的輔助技術，使得整體計算量大幅降低，可減少99%的運算複雜度，同時讓系統的能耗下降58%。模擬結果顯示，DMPACT2在多項評比上都優於現有檢測方法，代表未來在B5G/6G通訊中，這類演算法有望成為降低能耗、改善效能的關鍵利器，相關成果已發表於《IEEE Transactions on Wireless Communications》。
參考資料：Novel signal detector could significantly cut energy consumption in next-generation wireless communication networks. TechXplore, 2025/8/27

兩種新方法使石墨烯的電子質量超越傳統半導體
新加坡國立大學（National University of Singapore）與曼徹斯特大學（The University of Manchester）的兩項研究成功突破石墨烯在低溫下電子品質受限的瓶頸，使其表現首次超越傳統砷化鎵半導體。第一項研究利用大角度（10°–30°）扭轉的雙層石墨烯，保持層間電子解耦，其中一層經摻雜後充當靜電屏蔽層，有效壓制外部雜質場。此法將電荷不均勻度降至每平方微米僅數個電子，使量子朗道能級在極低磁場（5–6毫特斯拉）即可觀測，運輸遷移率突破2,000萬cm²/Vs，量子遷移率亦超越最佳GaAs系統。第二項研究則將石墨烯與石墨閘極靠近至不到1奈米，僅隔三至四層六方氮化硼，實現極強庫倫屏蔽。結果使電荷不均勻度降低至3×10⁷cm⁻²（約每一億個碳原子僅多出一個載子），霍爾遷移率超過6,000萬cm²/Vs，並在地磁場等級的弱磁場（1–5毫特斯拉）即可觀測到量子霍爾效應與SdH振盪。這兩種互補方法為石墨烯開啟新紀元，提供超潔淨電子平台，有助於推進量子計量、靈敏感測及高速電子元件的發展。
參考資料：Two new methods push graphene's electronic quality beyond traditional semiconductors. TechXplore, 2025/8/28

突跳效應幫助工程師解決軟性材料運動權衡問題
漢陽大學（Hanyang University）研究團隊受大自然啟發，將日常生活中髮夾、按壓筆及捕蠅草常見的snap-through（翻轉效應）應用於軟性材料運動設計。研究人員在液晶聚合物網路薄膜中導入剛柔交錯的結構：柔軟區域便於彎曲蓄能，剛性區域則能高效釋放能量。透過佈局位置的差異，實驗展示了兩種跳躍模式：當剛性區置於中心，能達到高度約49毫米的垂直躍升；若剛性區設在邊角，則能產生方向性跳躍與旋轉，實現高精準度的運動控制。更進一步，團隊將剛柔交替結構延伸為「雙模式跳躍器」，其可根據不同形變形態在垂直躍起與方向性滑行之間切換，並在質量增加的情況下保持高效能。這種設計突破了軟體機器人中「剛性與柔性」的限制，使其既能儲能又能快速釋放，展現了多樣化且強大的動作能力。這項技術有望推動軟性致動器與自動化裝置的發展，應用於精密運動控制與能量放大場景。
參考資料：Snap-through effect helps engineers solve soft material motion trade-off. TechXplore, 2025/9/1

科學家開發全球首款6G晶片，可達100Gbps速度
中國北京大學（Peking University）與香港城市大學（City University of Hong Kong）研究團隊研發出全球首款全頻段6G晶片，尺寸僅約11 mm×1.7 mm，卻能支援從0.5 GHz到115 GHz的頻率範圍，傳統上需九套硬體系統才能涵蓋。此晶片基於薄膜鈮酸鋰材質，內建一套寬帶電光調變器，透過光電振盪器直接產生從微波到太赫茲的高品質通訊訊號，並能在180微秒內完成6 GHz的頻率切換。實驗結果顯示，它可實現超過100 Gbps的行動通訊速率，為全面情境智慧網路和未來6G時代奠定硬體基礎。這標誌著整合高速通訊與全頻段支援的重要里程碑，預計在2030年商用化上線。相關研究已發表於《Nature》期刊。（1305字；圖1）
參考資料：Scientists develop the world's first 6G chip, capable of 100 Gbps speeds. TechXplore, 2025/9/1

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