歷時(shí)約6年，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員陸衛(wèi)的科研團(tuán)隊(duì)和復(fù)旦大學(xué)研究員安正華的科研團(tuán)隊(duì)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(xiàng)研究名為“通過(guò)散粒噪聲對(duì)非局域熱電子能量耗散進(jìn)行空間成像”，相關(guān)成果新近在國(guó)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(shí)表示，這是國(guó)際上第一次把這個(gè)(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(shí)可能會(huì)帶來(lái)新的技術(shù)發(fā)展。

電子被發(fā)現(xiàn)一個(gè)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(guó)唐代詩(shī)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(yùn)動(dòng)行為類(lèi)似常見(jiàn)的水流。在平坦的小河中，水流處于緩慢流動(dòng)的平衡態(tài);一旦通過(guò)跳崖式下降處，便會(huì)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(chēng)，“我們發(fā)現(xiàn)的熱電子現(xiàn)象，將來(lái)可能會(huì)對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的器件設(shè)計(jì)帶來(lái)一些革新。”

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

據(jù)悉，這項(xiàng)熱電子科研成果，未來(lái)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(yáng)能電池等光電轉(zhuǎn)換效率。 該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)項(xiàng)目、中國(guó)科技部國(guó)家重點(diǎn)研究計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)、上海市科委重大項(xiàng)目、中科院海外科學(xué)家計(jì)劃等的資助。