台大突破利用矽锗半导体 波动传热不耗损
2013-07-08 10:33:31 来源:国语日报 浏览次数:0
台湾大学硕士生萧子纲和研究团队研究一年半,发现在室温下,矽锗半导体会有无耗损、无碰撞的波动型热传导现象,改写传统大学物理教科书的理论:「室温中传热,是不断的扩散作用。」研究成果将刊登在国际期刊《自然奈米科技》(NatureNanotechnology);台大校长杨泮池称赞,台湾硕士生表现得比世界一流大学的博士生还要亮眼。
在台大凝态科学研究中心助理研究员张之威的指导下,萧子纲利用前台大校长李嗣涔研发的矽锗奈米线研究热传导。张之威说,热传导是热分子从高温往低温传送的现象,传统科学界认为,热以扩散的方式传导,就像「奶油滴到咖啡里扩散」,室温状态下,很难观察到热传导的波动现象。以往须在摄氏零下两百七十度的超低温,或用钻石等导热材质,才能观察到热传导的波动现象。
矽锗半导体导热性不佳,没人会用这种材料寻找热传导波动,但这次的突破成果,是在室温下,从矽锗半导体观察到热传导的波动现象,波动现象能保持八微米长,比教科书所写的大一千倍,显示热能可在矽锗半导体不受碰撞的传输,不产生耗损。这项发现推动热电能源科技研究,可能促进废热回收发电,为停滞三十年的热能转换电能,转换效率过低,带来曙光。
萧子纲以电脑操作,用一根比头发细数万倍的金属细针,从数万条矽锗奈米线中挑起其中一条,再用胶水把针和线接在一起,转移到量测装置。捉住一条奈米线有时要花一整天,一年多才捉出约一百条。这次的实验,让热传导的研究往前迈进一大步。