沈博彥 Shen, Pouyan
國立中山大學材料與光電科學學系
學術專長：陶瓷鍍層、礦物物理、地球化學、電子顯微鏡學

沈博彥教授與中山大學材光系畢業校友陳水源教授合作，關於科學界與工業界有趣材料，例如二氧化鈦、金、與碳基物質的跨領域研究亮點如下：

(1) 發現奈米級，具α-PbO2結構的TiO2高壓礦物包裹體，證明大陸地殼確曾下沉至少一百三十公里的深度，再伺機浮升於地表。
(2) 脈衝雷射剝熔蝕合成α-PbO2結構的TiO2奈米凝聚物，具有高壓穩定的特定表面，可推論其自然動態高壓產狀。
(3) 脈衝雷射剝熔蝕合成具有特定(hkl)或其鄰近(~hkl)晶面的金紅石態TiO2奈米顆粒，使其進行非完美聚簇與布朗轉動，形成雙晶面與疊差。
(4) 藉由固溶退火，形成具有特殊集合點缺陷與序化結構的金紅石態TiO2。
(5) 於矽酸四乙酯環境中，使用脈衝雷射剝熔蝕鈦金屬靶，藉以合成佈植C-H，而且具有殼核結構與特殊序化疇域的銳鈦礦態TiO2奈米球。
(6) 與中山大學化學系陳正隆教授合作，完成α-PbO2態TiO2高壓穩定表面的第一原理計算。
(7) 與同系甘德新教授合作，鑑定因金屬鈦薄膜熱氧化，導致TiO →銳鈦礦態TiO2轉變的磊晶關係與機制。
(8) 承蒙奈米中心贊助及何扭今教授合作，使用脈衝雷射於水中剝熔蝕鈦金屬靶，合成各種非計量值的氧化鈦。
(9) 利用脈衝雷射剝熔蝕參數與碳催化作用，控制奈米級金顆粒的結構與相行為，具有潛在生醫光觸媒應用價值。
(10) 將碳靶置於正矽酸乙酯溶液中進行雷射剝蝕，藉以有效合成掺雜Si-H的亂層石墨烯，以及由碳的單、參鍵交替連結形成長達C16H2單位的聚炔烴。這些不同鍊長的聚炔烴分子具有紫外線光譜段的多重吸收峰，而且可於常溫長時間保留於正矽酸乙酯溶液中，解決目前學術與工業界不易儲藏聚炔烴的問題，因此有重要光觸媒用途。

S.L. Hwang, P. Shen, H.T. Chu, T.F. Yui, Science 288 (2000) 321.
S.Y. Chen, P. Shen, Phys. Rev. Let. 89 (2002) 096106.
M.H. Tsai, S.Y. Chen, P. Shen, Nano Letters 4 (2004) 1179.
T. Chen, P. Shen, J. Phys. Chem. C 113 (2009) 328.
C.H. Wu, S.Y. Chen, P. Shen, CrystEngComm 16 (2014) 2220.
M.Y. Kuo, C.L. Chen, H.C. Yang, C.Y. Hua and P Shen, Phys. Rev. B. 71 (2005) 125405.
C.H. Kao, S.W. Yeh, H.L. Huang, D. Gan and P. Shen, J. Phys. Chem. C 115 (2011) 5648.
C.N. Huang, J.S. Bow, Y. Zheng, S.Y. Chen, N.J. Ho and P. Shen, Nanoscale Research Lett. 5 (2010) 972.
C.N. Huang, S.Y. Chen, Y. Zheng, P. Shen, J. Phys. Chem. C 112 (2008) 14965.
C.H. Wu, S.Y. Chen, P. Shen, Carbon 67 (2014) 27.

沈博彥教授與國內學者黃士龍（中山大學材光系畢業校友）、朱傚祖、俞震甫合作，利用解析式電子顯微鏡，發現國內外科學家從未在地球上找到過的「超高壓變質帶」高壓、高溫下所形成的TiO2礦物，突破傳統地質界岩相觀察的盲點，證明現今大陸地殼曾經在地底下一百三十公里以下，為全球超高壓變質研究奠下新的里程碑。

一般而言，材料在中特性溫度(homologous temperature Th=T/Tm~0.5其中Tm為熔點之絕對溫度)情況下，不同成份原子的沿晶界擴散，通常會造成晶界的彎曲伴隨差排的移動。沈博彥為了想瞭解在自然界中長時間形成並且變質的礦物(例如石榴子石)，其晶格中的成份環帶，是否也和結晶的缺陷移動有關，於是藉由中央研究院地球科學所俞震甫博士的協助下，取得花蓮和平鄉的含石榴子石礦石標本，並與黃士龍博士進行解析式電子顯微鏡一百萬倍的分析，意外發現台灣中央山脈中，竟含有次微米級，約攝式六百八十度及九千大氣壓力的高溫高壓下才能生存的藍晶石及十字石礦物。

為更進一步釐清歐洲大陸地塊，在億萬年前形成的超高壓變質岩，是否也有隱藏次微米級高壓礦物，沈博彥與黃士龍於是透過朱傚祖博士取得德國教授(Dr. Massonne H.J.)熱心提供的石榴子石標本，仔細的用解析式電子顯微鏡觀察，果然發現毫微米級、屬斜方晶系的TiO2高壓礦物包裹體，印證大陸地殼，確實曾下沉一百三十公里至二百公里的深度（四萬大氣壓力以上），再伺機浮升於地表。