臺大突破利用矽鍺半導(dǎo)體 波動傳熱不耗損
2013-07-08 10:33:31 來源:國語日報 瀏覽次數(shù):0
臺灣大學(xué)碩士生蕭子綱和研究團隊研究一年半,發(fā)現(xiàn)在室溫下,矽鍺半導(dǎo)體會有無耗損、無碰撞的波動型熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,改寫傳統(tǒng)大學(xué)物理教科書的理論:「室溫中傳熱,是不斷的擴散作用。」研究成果將刊登在國際期刊《自然奈米科技》(NatureNanotechnology);臺大校長楊泮池稱贊,臺灣碩士生表現(xiàn)得比世界一流大學(xué)的博士生還要亮眼。
在臺大凝態(tài)科學(xué)研究中心助理研究員張之威的指導(dǎo)下,蕭子綱利用前臺大校長李嗣涔研發(fā)的矽鍺奈米線研究熱傳導(dǎo)。張之威說,熱傳導(dǎo)是熱分子從高溫往低溫傳送的現(xiàn)象,傳統(tǒng)科學(xué)界認為,熱以擴散的方式傳導(dǎo),就像「奶油滴到咖啡里擴散」,室溫狀態(tài)下,很難觀察到熱傳導(dǎo)的波動現(xiàn)象。以往須在攝氏零下兩百七十度的超低溫,或用鉆石等導(dǎo)熱材質(zhì),才能觀察到熱傳導(dǎo)的波動現(xiàn)象。
矽鍺半導(dǎo)體導(dǎo)熱性不佳,沒人會用這種材料尋找熱傳導(dǎo)波動,但這次的突破成果,是在室溫下,從矽鍺半導(dǎo)體觀察到熱傳導(dǎo)的波動現(xiàn)象,波動現(xiàn)象能保持八微米長,比教科書所寫的大一千倍,顯示熱能可在矽鍺半導(dǎo)體不受碰撞的傳輸,不產(chǎn)生耗損。這項發(fā)現(xiàn)推動熱電能源科技研究,可能促進廢熱回收發(fā)電,為停滯三十年的熱能轉(zhuǎn)換電能,轉(zhuǎn)換效率過低,帶來曙光。
蕭子綱以電腦操作,用一根比頭發(fā)細數(shù)萬倍的金屬細針,從數(shù)萬條矽鍺奈米線中挑起其中一條,再用膠水把針和線接在一起,轉(zhuǎn)移到量測裝置。捉住一條奈米線有時要花一整天,一年多才捉出約一百條。這次的實驗,讓熱傳導(dǎo)的研究往前邁進一大步。