加州大学研究人员推出首款稳定的全固态热晶体管

加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一组研究人员利用电场来调节半导体器件的传热，推出了首款稳定的全固态热晶体管。

该小组的研究详细阐述了该设备的预期应用和操作机制，该研究计划发表在11月3日的《科学》杂志上。通过分子工程和原子级设计，晶体管的卓越性能和速度可以为计算机芯片热管理的新方法铺平道路。此外，这一进展可能阐明人体调节热量的机制。

包括能源系统、热疗和工业加工在内的各种应用的基础是传热调节。然而，响应时间缓慢和热导可调性不足在很大程度上限制了进步。该研究提出了一种电子门控固态热敏开关，该开关通过采用自组装分子结在室温下实现出色的性能。

这种三端器件内的传热通过精心管理的分子界面电荷分布和化学键合，由电场一致且不可逆地调节。这些器件具有超过 1 兆赫兹的极快开关速率、超过 1,300% 的热导率，并能够承受超过 100 万次操作周期。预计这些发展将在分子工程领域产生有关热电路和热管理系统设计的前景。

正如该研究的作者所说，精确控制热量如何流过材料一直是物理学家和工程师长期以来难以实现的目标。在这个方向上迈出的重要一步是，这种新的设计理念利用电场的开关开关来控制热传递，就像电晶体管几十年来所做的那样。

审核编辑：彭菁