撰稿 / 張鳳吟 (科學推展中心特約編輯)
鐵電材料(ferroelectric materials)是一種特殊的介電材料，在特定溫度(居禮溫度)下存在自發極化，且極性隨著外加電場作用可被反轉。1920年美國物理學家J. Valasek從外加電場的羅謝爾鹽(Rochelle Salt)發現極化的電滯曲線，繼而開啟鐵電性研究的大門。近年來，鐵電材料成為新興的技術選項，材料的鐵電性來自晶胞的非對稱結構導致正負電荷中心分離形成電偶極，由於鐵電材料可透過外加電場控制電偶極方向，並且在切掉電源後仍保留淨的極化強度，因此非常適合應用在非揮發的記憶體元件(non-volatile memory)。
過去傳統鐵電材料的研究多著重於鈣鈦礦結構，但隨著科技快速進展，對資料儲存能力的需求與日俱增，發展小型低維的鐵電元件成為發展重點。然而，當尺寸縮小時，傳統鐵電材料的鐵電性會急遽劣化，使其奈米製程面臨眾多的困難與挑戰。近年來，科學家們正探索新材料的可能性，其中包括2維半導體「過渡金屬硫屬化物」(transition metal dichalcogenides，TMDs)，近期科學家透過單層與雙層二硫化鉬(MoS2)導入鏡像對稱破壞，發現MoS2元件的鐵電性，另外也有單層凡德瓦材料獲得鐵電性的報告。
國立臺灣師範大學物理系藍彥文教授、陸亭樺教授及其臺灣團隊，與加州理工學院物理系葉乃裳教授合作，在最新發表於《先進材料》(Advanced Materials)[1]的工作中，提出MoS2獲得鐵電性的另一種可能性，該研究也被當期期刊選為Frontispiece。他們發現，在有效低溫(<20K)下，SiO2/Si基底的單層MoS2場效電晶體(ML- MoS2 FETs)可被外加垂直磁場誘發其巨大的電滯反應(圖1)，並且電滯曲線大小隨著磁場增加，亦隨溫度的變化變動，這和過往研究在室溫與零磁場下的環境有著截然不同的機制。
