研習經過

我是物理所博士班四年級的研究生范姜宇廷。今年有幸獲得了訪問科羅拉多州立大學(Colorado State University, CSU)吳明忠教授研究團隊的機會。在指導教授洪銘輝以及郭瑞年老師的鼓勵下，亦受益於理學院推廣國際交流獎學金的補助，在為期三個月的短期交換時間內，與吳教授團隊交流研究課題，互相激盪出新想法與研究方向，獲益良多。研究的主題著重在拓樸絕緣體與磁性材料內的耦合作用，利用鐵磁共振實驗去探測拓樸表面態在磁耦合下所表現出的自旋傳輸特性。這項研究正是目前世界各地研究團隊所關心的課題，了解拓樸表面態在未來自旋電子學應用上潛力無窮，基礎物理方面，受到磁鄰近效應所磁化(magnetic proximity effect)的拓樸表面態有助於實現高溫量子反常霍爾效應(quantum anomalous Hall effect)等新穎物理。

吳教授實驗室的強項在用高頻量測激發磁性材料的鐵磁共振，並探討各類材料的磁性。由於在台灣擁有高頻量測技術的團隊不多，我在研究的過程中因為缺乏討論對象而備感困難，因此期盼能從吳教授團隊學到最先進的知識與技術。我帶著在清大郭瑞年老師實驗室製備的樣品，與實驗室的巫啟男博士後一同前往CSU。CSU位於科羅拉多東北部的科林斯堡(Fort Collins)。這是一座風光明媚的小鎮，我們於七月底抵達，當地氣候乾爽，小鎮西側有落磯山國家公園，是假日登山、滑雪的好去處。

研習心得

我這次訪問的首要目標是測定出我們實驗室所製備的銩鐵石榴石(thulium iron garnet)薄膜的阻尼係數(damping constant)。這個材料在近年內受到磁性學界的極大關注，但目前對其阻尼性質所知非常有限。主要的困難在於鐵磁共振量測必須達到夠高的精確度。我利用吳教授實驗室的各種高頻技術，在前一個半月的時間嘗試各種方法，終於在找到了一種方法能可靠的測定出阻尼係數，並在後一個半月的時間內完成了所有樣品的量測。期間內，與吳教授及同學們有相當深度的交流。我觀察到與我們台灣團隊不同的是，在這裡各個團隊間的互動非常密切，較容易得到最新且有潛力的研究主題。即便吳教授這裡的設備和人力不一定比台灣團隊充足，他們也能夠鎖定有價值的題目全力衝刺，並做出高品質的實驗結果。

這次出國交換也讓我們台灣團隊的強項及弱點。我們有很好的設備、素質優良的學生，但由於台灣的磁性領域社群規模不大，人數少就很難激發出新想法，也因此，我們有必要加強國際間的合作，這也是我此趟出國交換的首要目標之一。我們與吳教授已經鞏固了合作關係，未來必定會有更好的研究成果。非常感謝理學院獎學金的支持讓我完成這趟充實之旅。