北京
加州大学洛杉矶分校（UCLA)的研究人员开发出一种固态热晶体管，它能利用外部电场控制纳米尺度的热流。换句话说，这种原型机就像一个热能电晶体管。
晶体管原型为集成电路中更有效的热管理打开了大门，甚至为人类新陈代谢研究带来了有趣的机会。
固态热晶体管利用电场操纵热量运动。图片由UCLA H-Lab 提供
研究人员称，他们最近开发的晶体管与半导体制造工艺高度兼容，性能优越，同时只需消耗极少的电能就能持续开关和放大热量。
消除集成电路热量
UCLA团队开发热晶体管的目的是解决缩小集成电路发热的问题。热量会导致能源浪费，过多的热量会降低电子元件的性能和使用寿命。热管理可以提高系统的效率和电子元件的耐用性。
传统的热管理系统包括散热器等被动设备、空气和液体冷却方法、热电冷却以及使用传感器和控制系统实时调节温度的主动热控制。冷却方法的选择取决于芯片的功率密度、可用空间、成本考虑以及所需的冷却水平等因素。
无论采用哪种冷却方法，热量移动通常都是一个缓慢的过程，大约需几分钟，这会影响芯片的性能和可靠性。
电门控热开关
研究人员的热晶体管的基本结构类似于电子晶体管。器件通道连接冷热蓄热器，第三个端子作为栅极，利用电场控制热导率。研究人员测量了该器件的热导率，发现它与栅极电压有很大关系。
当施加 2.5 V 至 -2.5 V 的栅极电压时，该器件的热导率会从 10 MW/m2K 变为 134 MW/m2K。他们测试了该器件在开启和关闭状态之间的可逆性，测试周期长达一百万次。
设备设计和热传导特性
研究小组利用超快光学显微镜对热转换速度进行了测量。该器件的快速热转换是场诱导的，取决于瞬时电荷动态。研究报告称，这种切换在 0.1 赫兹到 1 兆赫的频率范围内是可逆的。
工程学揭示细胞生物学
加州大学洛杉矶分校的研究小组认为，他们的技术可以超越集成电路冷却的范围，拓展我们对人体热量管理的理解。
细胞活动会产生热量，了解分子水平的热动态可以提供有关新陈代谢过程的信息。蛋白质的折叠和展开也会产生热量。如果研究人员能够在分子水平上控制热流，他们将来也许还能操纵蛋白质达到治疗目的。由于细胞会对温度变化做出反应，因此在分子水平上精确控制热流可使研究人员研究细胞如何对温度变化做出反应。
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