加州大學洛杉磯分校(UCLA)的一組研究人員利用電場來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體器件的傳熱，推出了首款穩(wěn)定的全固態(tài)熱晶體管。

該小組的研究詳細闡述了該設(shè)備的預(yù)期應(yīng)用和操作機制，該研究計劃發(fā)表在11月3日的《科學》雜志上。通過分子工程和原子級設(shè)計，晶體管的卓越性能和速度可以為計算機芯片熱管理的新方法鋪平道路。此外，這一進展可能闡明人體調(diào)節(jié)熱量的機制。

包括能源系統(tǒng)、熱療和工業(yè)加工在內(nèi)的各種應(yīng)用的基礎(chǔ)是傳熱調(diào)節(jié)。然而，響應(yīng)時間緩慢和熱導(dǎo)可調(diào)性不足在很大程度上限制了進步。該研究提出了一種電子門控固態(tài)熱敏開關(guān)，該開關(guān)通過采用自組裝分子結(jié)在室溫下實現(xiàn)出色的性能。

這種三端器件內(nèi)的傳熱通過精心管理的分子界面電荷分布和化學鍵合，由電場一致且不可逆地調(diào)節(jié)。這些器件具有超過 1 兆赫茲的極快開關(guān)速率、超過 1,300% 的熱導(dǎo)率，并能夠承受超過 100 萬次操作周期。預(yù)計這些發(fā)展將在分子工程領(lǐng)域產(chǎn)生有關(guān)熱電路和熱管理系統(tǒng)設(shè)計的前景。

正如該研究的作者所說，精確控制熱量如何流過材料一直是物理學家和工程師長期以來難以實現(xiàn)的目標。在這個方向上邁出的重要一步是，這種新的設(shè)計理念利用電場的開關(guān)開關(guān)來控制熱傳遞，就像電晶體管幾十年來所做的那樣。

審核編輯：彭菁