首個固態電化學熱晶體管問世

日本科學家開發出首個固態電化學熱晶體管，其能用電來管理熱。新問世的固態熱晶體管的效率可與目前廣泛使用的液態熱晶體管相媲美，且更穩定。相關研究刊發于21日出版的《先進功能材料》雜志。

現代電子設備在使用過程中會產生大量廢熱。過去10年，使用電來管理熱量的概念得到驗證，催生了電化學熱晶體管器件，這種器件可通過電信號控制熱流，但目前廣泛使用的液態熱晶體管存在一個嚴重的缺陷:任何泄漏都會導致設備停止工作。

在最新研究中，北海道大學電子科學研究所的科學家小組開發出首個固態電化學熱晶體管，比液態熱晶體管更穩定，也同樣有效。

研究人員解釋稱，熱晶體管大致由活性材料和開關材料組成，活性材料的導熱性會發生變化；而開關材料可控制活性材料的導熱性。他們在氧化釔穩定的氧化鋯基底上制造出了最新的固態熱晶體管。該基底也用作開關材料，氧化鍶鈷用作活性材料，而鉑電極提供控制晶體管所需的電力。

研究發現，活性材料在“開”狀態下的導熱性與一些液態熱晶體管相當。而且，活性材料在“開”狀態下的導熱性比“關”狀態下高4倍。此外，該晶體管使用10個周期后仍保持穩定，優于一些目前使用的液態熱晶體管。團隊在20多個單獨制造的固態熱晶體管上進行了測試，確保了結果的可重復性。

這一最新研究表明，固態電化學熱晶體管具有與液態電化學熱晶體管一樣有效的潛力。但目前開發實用熱晶體管的主要障礙是開關材料的工作溫度較高，約為300℃，降低其工作溫度將成為未來研究的重點。

風扇轟鳴、外殼發燙，都是電子產品使用中最不好的體驗。如果能用電去管理廢熱，應是個絕佳的主意。但遺憾的是，常見的管理設備——液態熱晶體管還是存在很大問題，所以科學家一直希望研制出固態產品。這個研制過程，或者說找尋到最合適固態材料的過程十分艱難。但如人們所知，電燈泡的發明也經歷了6000多種材料、7000多次嘗試才獲得最后的成功，如果固態電化學熱晶體管能走向實用，必然也將顛覆電子行業的設計方式。