近日,法國普瓦提埃大學(xué)和國家科學(xué)研究院的研究人員,設(shè)計(jì)出一種能像電子晶體管控制電流那樣控制熱流的量子熱晶體管,借助其將能從發(fā)電站及其他能源系統(tǒng)中收集并循環(huán)利用余熱。在現(xiàn)有的技術(shù)水平下,雖有傳輸和引導(dǎo)余熱的方法,但無法對熱流進(jìn)行有效控制,而此次開發(fā)的量子熱晶體管則實(shí)現(xiàn)了這一步的操作。
此番由法國科研人員開發(fā)的量子熱晶體管,雖然不是業(yè)內(nèi)第一個(gè)熱晶體管器件,但是其實(shí)業(yè)內(nèi)首個(gè)由量子物體制造的熱晶體管,其他的熱晶體管,多利用宏觀材料,如固體或相變材料制造。這種量子熱晶體管則由3個(gè)二態(tài)系統(tǒng)組成,可以通過自旋運(yùn)作,有上下兩種狀態(tài),每個(gè)自旋系統(tǒng)都能控制熱流向其他兩個(gè)流動(dòng)。
根據(jù)科研人員在《物理評論快報(bào)》上的論文,熱晶體管是一個(gè)量子系統(tǒng),由3個(gè)相互作用的子系統(tǒng)構(gòu)成,每個(gè)子系統(tǒng)與熱儲(chǔ)層耦合。這種熱晶體管就像電子三極管,在基極加熱流時(shí),集熱極、發(fā)射極能控制熱流的收集和發(fā)出。研究人員從理論上證明了晶體管可以在兩個(gè)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換自旋,產(chǎn)生晶體管效應(yīng),從而對熱流進(jìn)行調(diào)制、放大和控制。將來這種晶體管可用在多種量子納米設(shè)備中控制熱流。
(原標(biāo)題:法國研發(fā)新型量子熱晶體管 用于循環(huán)利用發(fā)電站余熱)
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