异常的异常热敏二极管可双向整流

2022-02-02 10:04:00尹悦晶导读您可以在笔记本电脑和手机上感受到它。它在冰箱和办公室复印机的敏极后面。尽管热量对于诸如咖啡机之类的整流设备是合乎需要的，但它可能会危害其他

您可以在笔记本电脑和手机上感受到它。异常它在冰箱和办公室复印机的敏极后面。尽管热量对于诸如咖啡机之类的整流设备是合乎需要的，但它可能会危害其他设备中电子系统的异常可靠性和安全性，从而导致充沛的敏极过早失效和最严重的爆炸。

与热开关和热敏二极管一样，整流对热传输的异常主动控制对于加热和冷却，能量转换，敏极材料处理和数据存储中的整流一系列应用非常重要。实际上，异常热敏二极管是敏极许多工程应用中非常需要的热敏部件，因为它们使能量系统将热量传递到指定区域，整流同时当周围温度过高时也可以保护它们。

卡内基梅隆大学机械工程学教授沉胜在他的实验室中探索奇特的热传输现象，例如热整流。他最近领导了一个研究小组，该小组开发了一种由聚乙烯(PE)纳米纤维制成的不寻常的热敏二极管，该二极管通过改变工作温度来双向修正热量。这是很重要的，因为到目前为止，要实现较大的适应性整流效果，必须具有宏观尺寸或较大的温度偏差。研究结果发表在《自然通讯》上。

为了制造这种双模固态热敏二极管，Xiao Luo，Ph.D。学生和该论文的共同主要作者，通过电子束辐照调节了结晶PE纳米纤维。处于初始状态的PE纳米纤维在低温下具有较高的热导率，但在经历温度引起的约450开氏温度的相变后，其电导率显着降低。

Luo照射了PE纳米纤维的一部分，从而降低了热导率并降低了相变温度。PE纳米纤维的其余部分(“原始”部分)保持原始状态，从而创建了原始照射的结。

罗说：“结果，我们有了一个异质结，结的两个部分具有不同的特性。” 由于原始部分和受辐照部分在不同温度下经历各自的相变，因此可以根据特定温度在两个方向上对热量进行整流。双模热整流可潜在地用于主动调节热量，以进行高级热管理和能量转换，这是一系列工业和医疗应用的真正改变者。

沉说：“作为先进的热控制元件，热敏二极管可用于保护温度敏感的电子或生物医学设备免受环境温度波动的影响。” “例如，这项工作中开发的纳米纤维热敏二极管具有完全的生物相容性和柔性。它们可以潜在地用于保护生物样品或生物医学设备免受局部热尖峰的影响，并基于双模热整流效应实现精确的温度稳定。”

该论文名为“双模固态热整流”，是卡内基梅隆大学，加利福尼亚大学圣地亚哥分校，圣母大学和材料研究与工程学院的研究人员之间的共同努力。除了申和罗之外，材料科学与工程教授Michael Bockstaller是合著者。

在这项工作中开发的纳米级热敏二极管实现了创纪录的高热整流效果，超过了固态热整流的任何报道的实验值，并且仅需要小于10开尔文的小温度偏置。