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2012-04-12 12:05 |
研究人员发现碳纳米管存在独特“遥感焦耳热效应”
据物理学家组织网近日报道，美国马里兰大学研究人员发现了一种全新的只在纳米领域才有的“遥感焦耳热效应”：当碳纳米管通电时，其附近物体会发热，而纳米管本身却仍然是冷的。研究人员指出，理解这种现象有望带来一种全新的计算机处理器制造方法，其能以更快速度运行却不会过热。 K9Hqq7"%
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焦耳效应已广为人知，给一根金属线通电时，其中的自由电子会在原子之间来回反射，使原子振动而发热。研究人员想看看给碳纳米管通电时的焦耳效应。他们利用该校材料科学与工程系副教授约翰·卡明斯实验室开发的电子热显微镜技术，绘制出纳米电设备产生热量的位置，观察碳纳米管的通电效果，看热量是怎样沿着碳纳米管传播到金属接头上去的。结果却发现，热量直接跳到碳纳米管下面的氮化硅底片上，将底片加热了。他们把这种现象称为“遥感焦耳热效应”。 w3T ]H _V
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“这是我们观察到的一种全新现象，只在纳米尺度才有，完全与我们的直觉相悖。”论文第一作者卡莫·巴洛奇说，“碳纳米管的电子不断地从某种东西上反射，这种东西不是它的原子，然后邻近的氮化硅底片上的原子就振动起来，获得了热量。” c3TKl/
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这和用微波炉加热食物并不完全相同。研究人员解释说，他们只是给纳米管通电流，并没有故意产生微波场，这应该会让碳纳米管本身发热，而实际上却没有。碳纳米管的电子怎样从远处振动了底片材料的原子，其原因尚未明确。他们推测，还有一个“第三方”：电场。卡明斯解释说：“我们认为，碳纳米管的电子由于通电而产生了电场，底片原子是直接对这些电场起了反应，能量的传递是通过中介电场发生，并非由于碳纳米管电子对底片原子的反射。” yV_ wDeAz
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将来这种“遥感焦耳热效应”能应用于计算机技术。研究人员下一步将确定该效应是否为碳纳米管所独有，如果其他材料也有，那么它们的共性是什么。卡明斯解释说：“氮化硅能以这种方式从通电碳纳米管上吸收能量，我们还想测试其他材料，如半导体和其他绝缘体。真正理解了这种现象的原理，我们就能结合热量管理设计出新一代的纳米电子设备。”
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