歷時約6年，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員陸衛(wèi)的科研團隊和復(fù)旦大學(xué)研究員安正華的科研團隊共同合作揭示了“熱電子漂流記”，相關(guān)研究成果有望革新集成電路產(chǎn)業(yè)，比如讓芯片越做越小。

這項研究名為“通過散粒噪聲對非局域熱電子能量耗散進行空間成像”，相關(guān)成果新近在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Science》雜志上在線發(fā)表。

陸衛(wèi)4月8日在滬受訪時表示，這是國際上第一次把這個(固體的熱電子的非平衡態(tài)特征)看得非常清楚，這樣新的認(rèn)識可能會帶來新的技術(shù)發(fā)展。

電子被發(fā)現(xiàn)一個多世紀(jì)，迄今為止，器件應(yīng)用還局限于近平衡狀態(tài)的“冷電子”;而“熱電子”，科研人員介紹，其狀態(tài)好比中國唐代詩人李白在《望廬山瀑布》中所描繪的“飛流直下三千尺”。

陸衛(wèi)表示，電子的這種新奇運動行為類似常見的水流。在平坦的小河中，水流處于緩慢流動的平衡態(tài);一旦通過跳崖式下降處，便會引起水花四濺、水流如同高溫加熱一般沸騰，這即是熱電子的非平衡態(tài)。

這一研究有何用處?安正華研究員在受訪中稱，“我們發(fā)現(xiàn)的熱電子現(xiàn)象，將來可能會對集成電路產(chǎn)業(yè)的器件設(shè)計帶來一些革新。”

他介紹，比如電腦和手機的芯片里，電子其實一直在流動，流的過程會產(chǎn)生大量的熱;隨著技術(shù)不斷進步，器件做得越來越小，小塊芯片要耗那么多電，里面的電子會越來越熱，這限制了器件變得更小。

據(jù)悉，這項熱電子科研成果，未來有望提升納米器件的熱管理與能源效率，讓芯片越做越小;還可以應(yīng)用于光電產(chǎn)業(yè)，大幅提升太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換效率。 該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委員會項目、中國科技部國家重點研究計劃專項、上海市科委重大項目、中科院海外科學(xué)家計劃等的資助。