學位論文
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Item 二維二硒化鈮之約瑟夫森效應及超導量子位元的應用(2021) 郭柏汝; Guo, Bo-Ru具有六角蜂巢晶格結構的二維材料（例如：石墨烯以及2H族過渡金屬二硫族化物）所蘊含的特殊物理性質，可做為未來對基礎材料科學、電子元件應用，以及資訊傳輸領域應用當中的替代選擇。於部分六角蜂巢晶格的二維材料當中，其特殊晶格結構以及原子軌域組合，除了賦予材料空間反轉對稱破壞性以及時間反轉對稱性外，還分別授予坐落於K以及K’點處之布洛赫函數於單位晶格內具有兩方向相反的內稟環狀電流。由於其方向相反，對於載子而言則是多出了有別於一般電子自旋的能谷電子自由度（valley DOF）。由於此種能谷電子自由度對應了相反方向的能谷磁矩，於光學應用上則是對於不同圓偏振光有著不同的選擇規則。此種電子與晶格原子之間的交互作用，亦可以推廣應用至量子資訊領域。於量子資訊領域中，以量子位元作為運算基本單位，其中量子位元可以是任意二能階系統，例如:電子自旋、離子阱和超導量子位元等等。超導量子位元則是以電路結構作為基礎打造而成的人造原子系統，其中Google和IBM團隊已投入大量研究經費鑽研其富含的物理特性。隨著二維材料與量子資訊興起，是否能將二維材料獨特之特性應用至超導量子位元系統中，是一個尚未被驗證的議題。因此，本學位論文將探討二維超導材料2H-二硒化鈮(NbSe2)之特性及在量子計算領域中的應用性。將呈現: (1)基本材料特性，(2)透過圓偏振拉曼光譜分析2H- NbSe2內稟能谷電子耦合自旋電子特性，(3) 2H-二硒化鈮超導電子以及對應量子傳輸特性，及(4) 基於2H-二硒化鈮超導量子位元微波特性，並加以分析討論。此項工作有助於作為研究二維材料超導量子位元的基礎。