浅析固态热晶体管开启热管理技术新时代

现代电子设备在使用过程中会产生大量被废弃的热量——这也是为什么笔记本电脑和手机等设备在使用时会变热，所以它们都需要冷却解决方案。

在过去十年中，已经对利用电管理热量进行测试，这促进了电化学热晶体管的发展，这种器件可以用来通过电信号控制热量流动。目前，液态热晶体管已投入使用，但存在严重的限制，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的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。他们的发明比目前的液态热晶体管更稳定，且同样有效。

Ohta解释道：“热晶体管大致由两种材料组成，即活性材料和开关材料。活性材料具有可变的热导率，而开关材料则用于控制活性材料的热导率。”

该团队在对氧化钇稳定的氧化锆基底上制造他们的热晶体管，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功率。

活性材料在“开”状态下的热导率与一些液态热晶体管相当。通常，活性材料在“开”状态下的热导率比“关”状态下高四倍。

此外，该晶体管在10个使用周期内都能保持稳定，优于目前的一些液态热晶体管。这一结论是通过在20多个单独制造的热晶体管进行测试而得出的，确保了结果的可信性。唯一的缺点是该测试需要的工作温度约300°C。

Ohta总结道：“我们的发现表明，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，并突破了后者的任何限制。开发实用热晶体管的主要障碍是开关材料的高电阻，以及工作温度高。这将是我们未来研究的重点。”

审核编辑：刘清