2018年2月14日
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南大教授权威期刊发表最新科研成果 手机电脑不再怕热

记者2月7日从南京大学了解到,该校缪峰教授带领的研究团队研发出了一种“不怕热”的电子元件,有望让手机、电脑不再怕热。

南大教授权威期刊发表最新科研成果

电子元件自带耐高温,手机电脑不再怕热

南报网讯(记者 谈洁 实习生 李博洋)在日常生活中,小伙伴们或许会遇到手机电量充足、电脑游戏打到关键时刻却突然关机的情况,那和他们“太热”了有关。记者今天从南京大学了解到,该校缪峰教授带领的研究团队研发出了一种“不怕热”的电子元件,有望让手机、电脑不再怕热。该成果2月5日发表在国际权威期刊《自然·电子学》(Nature Electronics)上。

手机和电脑等电子产品里有大量的运算和存储元件,这些电子元件在工作时会产生额外的热量。一般来说,手机、电脑的工作温度不能超过125℃,否则电子元件就会出现计算结果出错和数据丢失的状况。为了避免这种情况发生,电子工程师们都会在手机和电脑里设置一个高温保护机制:一旦温度过高就自动切断电源,所以电脑里一般还会自带个小风扇进行扇热。

电子元件“怕热”的问题一直都在困扰着电子工程师们。例如,在航天航空、军事、地质勘探和石油天然气钻井等行业中,电子元件需要面临更加极端的温度环境,它们被要求能够在300℃以上的高温下稳定工作。由于传统的电子元件都无法在这么高的温度下工作,工程师们往往依赖于冷却系统来为他们进行降温。这样虽然能够保证电子元件的正常工作,额外配置的冷却系统却会很大程度上增加成本和能耗,降低可靠性。因此,科学家和工程师们都在努力地研究“不怕热”的电子元件。

“器件怕热,主要因素是因为它使用的材料。”国家杰出青年基金获得者,南京大学教授缪峰介绍,他带领研究团队从材料着手,发现两种“不怕热”的二维材料——石墨烯与硫氧化钼。再将两种材料以全新的结构组合,构成一种类似“三明治”的结构。基于这种材料和结构的器件不仅与传统的器件一样拥有着强大的储存功能,还具备了不怕热的特性,使其在极端条件下也可以正常地工作。

在实验室,记者看到,缪峰教授团队研发出的器件从外观方面与一般的电子芯片类似,但在光学显微镜下,就可以看出结构比较独特。“就像我们做三明治,将两片石墨烯放在上下两层,中间夹入硫氧化钼。”缪峰解释,这样的结构在保证电子元件耐高温的同时可以正常工作,是该领域一个全新的发现。经实验测试,发现采用了这样的材料结构之后,器件的可操作温度达到了340°C。

缪峰介绍,下一步,团队将针对材料的大面积合成等关键技术进行研发,待成熟后有望投入市场。