电子学重大突破 有望改变手机笔电等设计方式

　　美国密歇根大学研究团队成功研发一种全新“光激子开关”（optoexcitonic switch），突破传统电子元件在运作过程中产生废热的限制，未来有望彻底改变手机、笔电乃至量子电脑的设计方式。

　　这项成果已于8月31日发表在“ACS Nano”期刊，标志着全球首次打造出可在室温运作、性能超越现有光子开关的“激子开关”，具备应用于经典与量子运算的潜力。

　　传统电子元件仰赖电荷流动来传递资讯，因此会产生大量热能，这正是笔电发烫与资料中心需降温的主要原因。

　　新开关则利用中性准粒子“激子”（exciton）传输信号。激子由一个被激发的电子与电洞结合而成，虽各自带电，但整体为中性，能大幅减少讯号传输时的热能耗散。

　　密歇根大学研究员马提亚斯‧弗洛里安（Matthias Florian）向《生活科学》表示：“电子元件发热是因为储能与放能过程涉及电容器，而这些过程必然产热。激子类似光子，是一种中性粒子，不会造成这种热效应。”

　　由于激子不带电，无法用电场驱动，研究人员改以光波推动激子沿一维脊状结构传输。激子在移动过程中会改变颜色，使研究团队得以明确观测传输情形。

　　共同作者麦基洛‧奇拉（Mackillo Kira）表示：“当激子沿脊线前进时，其颜色随之变化，让我们能清楚观察到实验成功。”

　　团队的最终目标是开发室温运作的激子电路，彻底取代现有电子元件，让电脑不再需要风扇散热，手机电池寿命也将显[ascii]着[/ascii]延长。

　　研究人员相信，在未来数十年内有望克服相关技术瓶颈，推动无废热、高效率的新一代电子装置问世。

科学家取得电子学重大突破，成功研发出无废热开关装置，未来有望彻底改变手机、笔电乃至量子电脑的设计方式。图为量子计算机模型图。(ShutterStock)