室溫熱波的發現或有助於改良電子產品

室溫熱波的發現或有助於改良電子產品

更新於: 2026年8月8日 上午01:45

加州大學洛杉磯分校(UCLA)薩謬埃里工程學院的研究人員的一項突破性發現,將有望改變電子產品的未來。

noun加州大學洛杉磯分校
noun發現

該研究發表在《自然-物理學》(Nature Physics)期刊上,揭示了熱量在室溫下能以條理分明、如射線般的路徑穿過固體材料,這種現象被稱為「聲子聚焦」(phonon focusing)。

noun熱量
noun聲子聚焦

透過利用一種獨特的結晶半導體——砷化硼(boron arsenide),科學家們成功地在日常環境條件下維持了這些聚焦的路徑。

noun砷化硼

這是一項重大突破,因為熱量通常會隨機擴散,導致現代科技產品出現效能瓶頸。

noun熱量

有了這項發現,熱量現在可以沿著特定的、由晶體定義的路線被引導——就像光纖電纜引導光線一樣。

noun發現
noun熱量

這種以奈米級精度引導熱量的能力,實現了「量子熱工程」(quantum thermal engineering)。

noun熱量
noun量子熱工程

透過更有效地將熱量從敏感元件中移出,工程師現在可以設計出速度更快、更可靠且具能源效率的晶片。

noun熱量
verb設計
noun晶片

這項研究由胡永杰(Yongjie Hu)教授領導,確立了控制熱能的新典範,並可能為下一代高效能裝置鋪路。

noun胡永杰
adjective高效能
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挑戰模式

閱讀理解

「聲子聚焦」的發現對電子產品的主要益處為何?

正確答案

它使熱量能被引導遠離敏感元件,進而提升裝置效率。

為何砷化硼對這項研究至關重要?

正確答案

其高導熱性與弱聲子散射特性,使得熱波能在室溫下持續存在。

砷化硼中的熱量移動與標準材料有何不同?

正確答案

在標準材料中,熱量是隨機擴散的,而在砷化硼中,熱量則是沿著特定路線被引導。

文中提到的「聲子」(phonons)定義為何?

正確答案

攜帶固體中熱量的微小、具有量子特性的原子振動。

關於聲子的觀測,過去有什麼限制?

正確答案

聲子過去僅能被在極冷的低溫環境下觀測到。

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