東京大學利用半導體材料硅開發出了一種能夠改變熱輸送方向的構造。其開發靈感來自日本和服上使用的傳統花紋，這項結果有助於開發能夠釋放餘熱且耐用的電子器件。
受到日本傳統花紋「青次亞硫酸鹽」啓發開發出來的微細構造（供圖：東京大學）
使用半導體製成的小型電子器件容易積聚熱量，而半導體硅材料無法控制熱的傳遞方向，容易導致器件的熱敏性感部分損壞。
爲此，東京大學利用硅開發出了一種能夠改變熱輸送方向的微細構造。研究人員參考了以扇形同心圓重疊排列的青次亞硫酸鹽圖案，製作出了約200奈米（1奈米爲10億分之1米）尺寸的構造。當溫度升高或降低時，這種結構可以使熱的傳遞方向發生90度改變。此前，利用黑磷等物質向某一方向傳遞熱量的研究雖然取得了一定進展，但仍然難以應用於電子器件。
然而，目前青次亞硫酸鹽圖案微細構造還只能在零下200攝氏度左右的極低溫度範圍內控制熱的傳遞方向。研究人員計劃透過減量結構表面的粗糙度等方式來改進技術，使其能夠在室溫下實施控制。東京大學的野村政宏教授表示：「我們將採用新的思路來設計電子器件，例如考慮將熱敏性感部件放置在器件的某個部位等」。
原文：《日本經濟新聞》、2024/04/16
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：ACS Nano
論文：Anisotropy reversal of thermal conductivity in silicon nanowire networks driven by quasi-ballistic phonon transport
DOI:10.1021/acsnano.3c12767
