文化大學陳輝龍教授學術研究登上國際頂尖期刊《JACS》 全球首創Sb₄四面體 啟動半導體材料新紀元

全球首創！中國文化大學化學工程與材料工程學系陳輝龍教授與國立臺灣師範大學化學系謝明惠教授、輔仁大學化學系楊恩哲教授攜手合作，成功合成世界首個「銻四面體（Sb₄）」分子結構，研究成果榮登國際頂尖化學期刊《Journal of the American Chemical Society（JACS）》。此項突破性的發現，不僅象徵主族元素化學研究的一大躍進，展現中國文化大學在材料科學與基礎化學領域的領導地位。本研究突破長期以來無法穩定捕捉Sb₄結構的瓶頸，首度合成出穩定存在的Sb₄四面體金屬簇化合物，為發展新型磁控半導體與量子材料提供嶄新方向，具有重大科學價值與應用潛力。

文大化材系系主任張鈞智教授表示：「研究成果獲JACS刊登，充分展現中國文化大學在材料模擬與先進合成領域的卓越實力，同時應證中國文化大學積極活躍於國際學術舞台。本系陳輝龍教授以嚴謹的計算化學與理論模擬，精準揭示Sb4四面體的電子行為與結構特徵，為本研究成功的重要推手。」張教授進一步指出，系上近年積極完善實驗設施，建立多間尖端實驗室，包括材料、高分子、生醫與電子陶瓷等，並透過專題課程強化學生實作與研究能力。

張鈞智教授提到，此次研究成果，正是文大實驗與理論的教學資源持續挹注、逐步累積與實踐而來，此一研究的成功，展現文大化學工程與材料工程學系在綜合性學科訓練上的優勢，結合化學工程與材料工程兩大領域的專業知識與技術，培育學生於材料合成、製程控制與理論模擬等方面具備深厚基礎，能跨域應用並進行創新性研究。

陳輝龍教授提到，這項研究充分反映出多元化研究領域的豐富面貌，包括材料合成與製程、能源材料、催化材料與奈米科技等，學生與教師在跨領域整合與前沿議題探索高度參與，促成實驗與理論的深度結合，實踐「學用合一」的教學理念。

陳輝龍教授說，化材系長年重視產學合作與國際交流，與多家企業及國內外學研機構保持密切合作關係，提供學生實習與參與研究計畫的機會。此次研究合作即跨足國內頂尖大學與研究中心，展現強大的合作實力與國際學術連結。

陳輝龍教授自加入中國文化大學16年以來，長期深耕理論模擬與材料設計領域，持續結合教學與研究，培育出眾多優秀人才。近年來，陳教授所指導之系上學生於報考國內頂尖大學研究所時表現傑出，錄取成績亮眼。今年更有大四專題生許智崴同學，憑藉其原創性的研究成果與卓越表現，獲國立台灣大學化學系碩士班免試錄取，印證該系在人才培育上的成果與承諾。

這篇研究首度成功打造出一種前所未見、過去被認為無法穩定存在的分子結構，寫下材料化學的重要里程碑。這個分子是由四個銻原子(Sb₄)排列成四面體形狀，過去科學家雖然在磷和砷等元素中觀察過類似結構，但銻原子之間的連結較為脆弱，使得這種結構始終無法穩定存在。而這次的團隊透過簡單又溫和的化學方法，終於成功讓這個特殊的銻四面體穩定下來，實現了多年來的理論假想。

在深入的電腦模擬與理論分析中，研究發現這個銻四面體擁有類似「超級原子(Superatom)」的性質，它的電子排列能模擬不同原子的行為，並能與周圍的金屬原子產生穩定且特殊的鍵結，這樣的特性使它在化學反應中具備高度潛力。這些理論結果也與實際測得的結構相符，進一步證實了這個新材料的特殊穩定性與科學價值。

更令人驚喜的是，這個結構不但穩定，還展現出極高的反應活性。它可以與多種金屬產生轉換反應(如: Mn、Fe、Co)，也能與氧氣作用，生成新型氧化物，顯示出其靈活多變的電子結構。此外，該材料同時具有順磁性與可調控的光學能隙(介於0.54至1.62 eV之間)，在未來研發新型半導體與量子材料的應用上展現出無限的應用潛力。

陳輝龍教授強調，「銻四面體（Sb₄）」分子結構是透過理論模擬與實驗密切配合，成功捕捉過去被認為無法穩定存在的Sb4結構，更展示在材料設計上的可調性與潛在應用價值。這項突破不僅代表我國在半導體材料研究上的一大躍進，象徵中國文化大學化材系在全球學術界的穩健步伐與創新能量。