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速度更快的透明電晶體

科景_96
・2011/02/08 ・1030字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 574 ・九年級

Original publish date:May 30, 2003

編輯 Agape 報導

日本的科學家利用單晶成長的半導體氧化物﹐製造出速度快且透明的電晶體。

在過去的Sciscape報導中﹐曾為讀者介紹以ZnO製造的透明薄膜電晶體。迄今不過經過幾個月的時間﹐日本的科學家們又有了新的研究成果。他們的元件獨特之處﹐是在於其中電子的移動率(mobility)大為提高。

Kenji Nomura與其研究小組﹐先前已經成功地利用稱為reactive solid-phase epitaxy的技術﹐來成長單晶結構的複合氧化物(complex oxides) 。在他們所製造的薄膜電晶體元件中﹐是先以雷射沉積法﹐在攝氏700度的高溫﹐於yttria-stablized zirconia(YSZ)(111) 單晶基板上﹐鍍上2nm的ZnO。接著在室溫下﹐鍍上120nm的InGaO3(ZnO)5。然後將一片YSZ板覆蓋在其上﹐整個樣品送入壓力為大氣環境的電爐中﹐在攝氏1400度的高溫下﹐加熱30分鐘。如此的製程﹐能夠產生上述晶體的單晶成長。這裡的InGaO3(ZnO)5薄膜﹐乃是作為電晶體的導電通路之用。電晶體的源極﹑閘極﹑與頂部電極結線﹐是用ITO(indium-tin oxide ﹐為透明導電物質) 製作。而80nm非晶性的HfO2 ﹐則是作為導電通路與頂部電極之間的絕緣體。

所製成的InGaO3(ZnO)5﹐經過高解像度穿透電子顯微鏡(high-resolution transmission electro microscopy) 的檢視﹐發現InO2(-)與GaO(ZnO)5(+)的交互規則排列﹐證實了薄膜的單晶結構。而原子力顯微鏡(atomic force microscopy) 的掃描結果﹐則發現薄膜的表面十分平滑﹐表面最大的波動﹐是相鄰InO2(-)層的高度﹐說明了良好的磊晶成長。

Nomura等人測量了元件的透光率﹐發現對於波長在390nm與3200nm之間的光﹐其穿透率均超過80%。至於電晶體的特性﹐則與先前其它研究小組使用多晶性(polycrystalline)ZnO所發表的結果﹐不相上下。然而﹐由於作為導電通路的InGaO3(ZnO)5為單晶結構﹐減少了因晶格缺陷或雜質造成的散射﹔而且﹐薄膜的介面之間也較為平滑﹐對於電子在其中的移動﹐造成較少的阻力。除此之外﹐由於載子密度較低(~10e13cm-3) ﹐意味這有較少的離子化雜質(ionized impurities)﹐使電子受到其影響的碰撞機會大為降低。由場效電晶體特性所量到的電子移動率﹐高達80cm2/Vsec ﹐遠比一般多晶性ZnO中0.3-2.5cm2/Vsec要高了許多。也因為如此﹐使得Nomura等人的元件﹐應用在平面顯示器的主動元件或透明光電元件上﹐有很大的潛力。

原始論文:

PhysocsWeb: Transistors go transparent

Thin-Film Transistor Fabricated in Single-Crystalline Transparent Oxide Semiconductor, Kenji Nomura, et al., Science 300, 1269 (2003)

參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Jul 26, 2009] 氧化銦表面的磁性
  • [Jan 08, 2004] 鈦酸鍶:新的電晶體絕緣氧化物
  • [Dec 31, 2003] 第一個發光電晶體(Light Emitting Transistor)
  • [Dec 23, 2003] 越”變”越快的電晶體
  • [Nov 14, 2003] BJT的速度競賽﹕可不可以再快一點﹖
  • [Feb 07, 2003] 透明的電晶體

     

  • 相關標籤:
    文章難易度
    科景_96
    426 篇文章 ・ 3 位粉絲
    Sciscape成立於1999年4月,為一非營利的專業科學新聞網站。


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    遏止 Deepfake 被濫用,韓日歐各國如何規範 AI 使用?

    法律白話文運動_96
    ・2022/01/27 ・4432字 ・閱讀時間約 9 分鐘
    • 作者賴宜欣,台北大學法律系法學組學士,政治大學法律學系碩士,日本國立名古屋大學特別研究生,現為執業律師。

    編按:在出現Deepfake之後,網路世界進入了「眼見不為憑」的年代。

    本次泛科學和法律白話文合作策畫「Deepfake 專題」,從Deepfake 技術與辨偽技術、到法律如何因應。科技在走,社會和法律該如何跟上、甚至超前部署呢?一起來全方位解析 Deepfake 吧!

    網紅小玉的「換臉私密影片」犯罪事件,讓深度造假(DeepFake)技術一夕之間成為台灣廣為人知的的技術。而此次風波,更讓社會大眾注意 AI 技術被濫用的嚴重性,呼請修法的聲浪不斷,希望政府能盡速遏止科技犯罪,不要再有下一個受害者。本文則介紹韓國、日本、歐盟各國的相關管制,擬以他山之石,一窺未來台灣可能的相關管制之道。

    圖/envato elements

    韓國:以 N 號房事件為鑑,修訂「性暴力犯罪法」

    2019 年底,韓國爆發「N 號房事件」──受害規模之大不但震驚了整個韓國社會,也引發國際矚目。

    「N 號房」營運的方式,是隨著付費等級提高,就能進入內容更加腥羶的色情房(總會員人數據傳高達 27 萬人);而在那些色情房中,也包含了以深度造假合成的不雅影像及照片為主題的群組。由於付費會員中不乏高社經地位人士,受害者眾多,也讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」的嚴重性。

    當時韓國法規對數位性犯罪的規範相當不足 ,如同韓國的網路新聞所報導的,面對「換臉加散布」這樣的情況,只能用如《刑法》「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」或《情報通信網法》中的「透過情報通信網對公眾散布、販賣、提供猥褻影像罪」來處罰,並以毀損名譽及侵害肖像權為由「請求損害賠償」。因此即使是如此眾所矚目的嚴重案件,在法律上實際要進行處罰,最重也不過是 1 年的有期徒刑及 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)的罰金,可說是相當輕微註一

    N號房參與者不乏高社經地位人士,讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」嚴重性(示意)。圖/envato elements

    此外,法律專家們也指出另一個大漏洞──當時的法律並沒有依據能針對「使用深度造假製作虛偽影像的行為本身」施加處罰。也就是說,製作影片本身在當時並不違法,法律必須要等到行為人散布虛偽合成影像、讓影片接觸社會大眾,才能夠啟動處罰。

    鑒於利用 AI 技術、合成虛偽影像對受害人已經是一大傷害;而至散佈虛偽影像對受害人來說(特別是被運用在成人情色片等猥褻物品方面),則應被視為極大的二度傷害。根據韓國法律新聞指出,2019 年統計受到「深度造假」換臉程式合成的被害人,高達 96% 是女性,其中 25% 是韓國的女性演藝人員。因此,韓國法界多半認為應直接針對活用深度造假虛偽影像的行為,量身打造可以直接適用的法律;也讓該國開始修定《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》(下稱「性暴力犯罪法」)。

    修法直接處罰「製作、散布及利用虛偽影像營利的行為」 

    就在前述的修法呼聲中,2021 年 1 月 21 日,韓國修正施行了《性暴力犯罪法》相關規定,明文禁止利用深度造假製作虛偽影像等數位性暴力行為。

    首先,該法會處罰「製作虛偽影像的人」,只要「抱著散布目的」,在「違反當事人的意思」的前提下,利用「他人面孔、身體或聲音製作攝影、影像、聲音等物」,進行「誘發性慾望和性羞恥心」的「編輯、合成、加工等行為」,就會受到 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元(約台幣 125 萬元)以下罰金的處罰。

    製作、散布、以虛偽影像營利,皆會受到刑罰。 圖/envato elements

    其次, 修正後的《性暴力犯罪法》 也會處罰「散布虛偽影像的人」。換句話說,只要將上述「經過編輯合成加工的虛偽影像(包含影像的複製物)」散布出去;且即使在「編輯當時」沒有違反當事人的意願,但事後散布這些虛偽影像時,已經違反當事人意願的話,也是違法的。針對散布的行為,將處以 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元以下罰金。

    接著,如果是「違反當事人意願,利用情報通信網散布虛偽影像來營利」的行為,更會處以 7 年以下有期徒刑。更嚴重的,如果「製作、散布、營利」三種行為全包了,則會加重總合刑度的 2 分之 1。並且,以上這些行為,全部都有處罰未遂犯。

    另外,韓國更進一步把利用影片進行「強暴、脅迫及行無義務之事」的行為也列入處罰。像是「利用能夠誘發性慾望和性羞恥心的攝影物和複製物來進行脅迫」,處 1 年以下有期徒刑;又或是利用前述影片「脅迫妨害他人行使權利或使其行無義務之事」者,則處 3 年以下有期徒刑。而若有人統包這兩種行為的話,更會加重總合刑度的 2 分之 1。

    修法之後仍未懲罰虛偽影像的「消費者」?

    但是,即使制定了專門的處罰法規,還是有不足的地方。比方說,該法並未處罰「購買、消費深度造假影像的視聽者」。律師解釋,修改後的法規只處罰「製作、散布虛偽影像者」一方,並未針對「購買、消費虛偽影像」的另一方,設下處罰規範,也就難以針對「購買、消費虛偽影像的視聽者」予以管制註二

    那麼,對於購買深度造假虛偽影像的人,真的沒辦法處罰嗎?律師表示,《性暴力犯罪法》還是會針對「單純持有影像者」,處以 3 年以下有期徒刑及 3000 萬韓元(約 75 萬台幣)以下罰金──不過,本條的處罰前提是:必須證明行為人「把虛偽影像當成真實影像」購買保存,才可以認定為不法持有影像的行為而加以處罰。

    但這樣的證明方式過於迂迴,因此韓該國法界多認為,應正視購買視聽對受害人帶來的莫大創傷,未來應明文處罰「購買及消費影像」之人,才能予以平衡。

    目前韓國針對「購買、消費虛偽影像」的人,處罰規定不足。圖/envato elements

    日本及歐盟:以「AI 倫理規範」防治不當使用

    相對於韓國制定專法來防治數位性暴力,日本及歐盟則是建立「AI 利用倫理規範」,在利用 AI 的前階段,對未來的使用方式進行分類,賦予不同程度的行為義務。

    2021 年 4 月 21 日,歐盟發表了《人工智慧統一管理規則的立法草案》(Proposal for a Regulation on a European approach for Artificial Intelligence)簡稱「人工智慧法」,依照危險性的高低及重要程度,將利用 AI 的行為分成 4 個類型——「不可接受的風險、高度風險、具限定性風險(有限風險)、極小/無風險」,並要求採取「禁止使用、提供情報、使用情況(如登入)之紀錄、協助主管機關監視 AI、由 AI 進行動作之通知義務、警告標示」等相對應義務。

    其中,如同日本學者川嶋雄作專欄文章所討論的,「使用深度造假操作技術,形成畫面、聲音、動畫」等利用行為,是被分類在「具有限定性的危險」。依據該法案,使用深度造假技術做出虛偽影像者,具有通知義務、需附加警告標語,必須告知觀眾這是使用 AI 技術所形成的影像註三

    根據日本律師相關的分析內容,日本也採取了和歐盟相同的路線,不走法制化的路線,而著重推廣 AI 倫理 ,由政府部門和國際性企業為首,定期召開會議來檢討國內利用 AI 的情況。

    像是日本學界就成立了「人工智慧學會」、內閣府(相當於我國的行政院)也召集了「人工智慧和人類社會之懇談會」、「AI 網絡社會促進會議」等組織,提出人工智慧倫理指南;該指南指出:不能透過人工智慧,直接或間接造成他人情報或財產侵害(安全原則),需尊重他人隱私,並落實誠實義務(透明化原則),並確保不得惡意使用之社會責任(適切原則)。而包括 SONY、日立等日系大廠,也都制定了自家的 AI 守則,來因應國際發展。

    總的來說,日本與歐盟沒有立法,主要是針對 AI 的潛在危險性進行分類,並賦予相對的使用義務規範。不過,這樣的方式多少會限定特定 AI 的使用方式,因此是否有必要明文賦予拘束力,目前在歐洲委員會仍在檢討,各國仍尚未定案。而日本目前則是以公部門和企業為首,在配合國際趨勢下進行自主規範,並沒有打算進一步做出強制性的立法 。

    相較於韓國因發生嚴重案件而具體修正《性暴力犯罪法》,以遏止類似惡性事件再度發生;歐盟與日本目前仍採取倫理推廣的路線,透過針對 AI 技術的研發起源進行規範。孰優孰劣、未來又將如何發展?恐怕只有時間才能告訴我們了。

    圖/envato elements

    註解

    • 註一:韓國律師所舉出 2019 年當時可能用來處罰 DeepFake濫用的三個法規:首先是刑法第 244 條「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」,可處罰 1 年以下有期徒刑和 500 萬韓元(約台幣 12.5 萬元)以下罰金。第二,依「情報通信網利用促進及情報保護等相關法律(情報通信網法)」第 44 條之 7,在「使公共得以接觸下,透過情報通信網散布、販賣、提供猥褻之符號、文件、聲音、畫像和影像等」,處 1 年以下有期徒刑和 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)以下罰金。最後是「名譽毀損」相關法規,對合成並提出猥褻物品者主張名譽毀損,及主張肖像權受侵害,提出損害賠償。
    • 註二:本標題段落參自:딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다
    • 註三:體系圖參照「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」,其中的圖 1:AI 規則案の全体像 。

    參考資料

    1. 취향대로 골라보세요?” 한국 아이돌로 장사하는 딥페이크 포르노 ,2019年10月18日。
    2. 韓國《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》。
    3. 딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다 ,2021年1月14日
    4. 川嶋 雄作,AI規制は時期尚早か?「EUによる規制法案から考えるAI倫理」 , 独立行政法人経済産業研究所。
    5. InFoCom T&S World Trend Report,情報通信総合研究所主任研究員 栗原佑介,2021.5.31,「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」。
    6. BUSINESS LAWYERS,注目度が高まるAI倫理と個人情報保護の関係 – カメラ画像の利活用を題材に –
    7. 經濟產業省,「我が国の AI ガバナンスの在り方 ver. 1.0 AI 社会実装アーキテクチャー検討会 中間報告書 」,令和3年1月 15 日 ,頁12。
    8. 網路安全所助理研究員 吳宗翰,「歐盟公布草案禁止 AI 用於社會評等」,國防安全雙周報。

     

    法律白話文運動_96
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