展示了固态热晶体管

一种有效、稳定的固态电化学晶体管已经开发出来，预示着热管理技术的新纪元。

在现代电子产品中，在使用过程中会产生大量热量作为废物——这就是为什么笔记本电脑和手机等设备在使用过程中会变热，需要冷却解决方案。 在过去的十年中，使用电力管理这种热量的概念已经过测试，导致电化学热晶体管的发展——可用于通过电信号控制热流的设备。 目前，液态热晶体管正在使用中，但有严重的局限性：主要是，任何泄漏都会导致设备停止工作。

北海道大学电子科学研究所 Hiromichi Ohta 教授领导的一个研究小组开发了第一个固态电化学热晶体管。 他们的发明发表在 Advanced Functional Materials 杂志上，比目前的液态热晶体管更稳定，也同样有效。

“热晶体管主要由两种材料组成，即活性材料和开关材料，”Ohta 解释说。 “活性物质导热系数可变，开关材料用于控制活性物质的导热系数。”

该团队在氧化钇稳定的氧化锆基底上构建了他们的热晶体管，该基底也用作开关材料，并使用氧化锶钴作为活性材料。 铂电极用于提供控制晶体管所需的电力。

“开”状态下活性材料的热导率与某些液态热晶体管相当。 通常，与“关闭”状态相比，“开启”状态下活性材料的热导率高四倍。 此外，该晶体管在 10 个使用周期内保持稳定，优于目前的一些液态热敏晶体管。 这种行为在 20 多个单独制造的热晶体管上进行了测试，确保结果可重现。 唯一的缺点是工作温度约为 300°C。

“我们的研究结果表明，固态电化学热晶体管具有与液态电化学热晶体管一样有效的潜力，没有任何局限性，”Ohta 总结道。 “开发实用热晶体管的主要障碍是开关材料的高阻力，因此工作温度高。这将是我们未来研究的重点。”