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新型熱電材料，只為節(jié)能高效

2017-09-07 10:02:04 作者：本網(wǎng)整理來源：材料科技在線分享至：

華盛頓州立大學(xué)的物理與天文學(xué)系，Gu的研究小組（來源：華盛頓州立大學(xué)）

Gu的研究小組開發(fā)了一種新器件，這是一種多組分多層復(fù)合材料，稱為范德瓦爾斯肖特基二極管。它可以將熱能轉(zhuǎn)化為電能，比硅（電子工業(yè)中廣泛使用的半導(dǎo)體材料）的性能高三倍。雖然新的二極管仍處于早期發(fā)展階段，但它最終可以為智能手機和汽車提供更多的動力。

華盛頓州立大學(xué)的物理與天文學(xué)系副教授Gu說：“相比于目前電子產(chǎn)品使用的二極管，我們新研發(fā)的二極管將熱能轉(zhuǎn)化為電能的能力更加強大”。將來，這種新設(shè)備可以一層附著在汽車排氣筒或電腦主機等發(fā)熱物體上，另一層可以附著在室溫下的表面上。二極管將利用兩個表面之間的熱差產(chǎn)生電流，并將電流儲存在電池中，在需要時使用。

Gu最近在物理化學(xué)快報上發(fā)表了一篇關(guān)于肖特基二極管的論文。表明這是一種新型二極管在電子世界中，肖特基二極管被用來引導(dǎo)特定方向的電流，類似于水閥中的閥門，引導(dǎo)液體的方向。它們是由類似于鋁這樣的導(dǎo)體和硅這樣的半導(dǎo)體相互連接制成的。

Gu的二極管不像硅那樣的傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料，它是由一種多層的、晶體狀的硒化銦制成。他和一個研究生小組用一個簡單的加熱過程將一層硒化銦改性為類似于金屬的性質(zhì)，另一層性類似于半導(dǎo)體。然后研究人員使用了一種新型的共焦顯微鏡，研究了這種材料的電子性質(zhì)。

與傳統(tǒng)的二極管不同，顧氏二極管在金屬和半導(dǎo)體材料的界面上沒有雜質(zhì)和缺陷。金屬和半導(dǎo)體之間的平滑連接使電能通過多層裝置運行，效率幾乎達(dá)到了100%。

“當(dāng)你把一個金屬與半導(dǎo)體材料連接制成肖特基二極管，在接口部分總有一些缺陷生成，” 這項研究的合著者McCluskey說。這些缺陷阻礙了電子的移動。顧氏二極管是獨特的，因為它的表面似乎沒有任何缺陷。降低了對電流的阻力，使設(shè)備更加節(jié)能。

下一步計劃Gu和他的合作者目前正在研究提高硒銦硒晶體效率的新方法。他們也在探索大量合成材料的方法，以便將其發(fā)展成為更有價值的設(shè)備。

Gu說“雖然目前還處于初步階段，但是我們的工作在熱電領(lǐng)域是一大飛躍，它可以在未來發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)更加節(jié)能的社會。”

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