以前,世界材料科学的坚定,任何导电材料还必须是热的良导体,是由Wiedemann-Franz法律。但劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校,美国最近发现了这些材料的一些性质基础核心。他们创建了一个名为二氧化钒可以导电的材料没有进行热!
研究结果可以应用于许多应用,如热电系统可以从发动机废热和机器转换成电能。金属二氧化钒已经闻名的能力从绝缘体切换到金属加热到67摄氏度的温度。它有一个独特的电子配置使得这一壮举可能。
吴Junqiao伯克利国家实验室的物理学家说,,
“这显示了教科书的剧烈分解法,已经知道是常规导体的健壮。至关重要的发现是,了解基本的电子小说导体的行为。”
研究人员使用模拟和x射线散射实验分离材料的晶格的振动,称为声子,电子的运动。这种隔离材料显示,可能运输费用没有加热。
研究人员也意识到导热归因于这些电子已经十倍小于Wiedemann-Franz什么法律规定。
“电子,热是一个随机运动。正常金属传输热量有效,因为可能有很多不同的微观配置之间的单个电子能跳,”吴表示。
”相比之下,协调,marching-band-like运动电子在二氧化钒是有害的传热是有更少的配置可用于电子之间的随机跳,”他说。
这个谜团并没有在这里结束。的电气和热导率的其他材料也可以调整通过混合二氧化钒在选定的比例。研究人员降低材料的相变温度通过掺杂二氧化钒的单晶金属钨。通过这样做,电子在金属阶段得到更好的导热。
这种技术允许研究人员管理耗散的热量由二氧化钒玩阶段从绝缘体到金属。研究人员提到的金属二氧化钒可以用在许多应用程序中,如清除或发动机散热和发展窗口涂层,提高建筑物的能源效率。
这项研究结果发表在杂志科学。
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