东京大学利用半导体材料硅开发出了一种能够改变热传递方向的构造。其开发灵感来自日本和服上使用的传统花纹，这项结果有助于开发能够释放余热且耐用的电子器件。
受到日本传统花纹“青海波”启发开发出来的微细构造（供图：东京大学）
使用半导体制成的小型电子器件容易积聚热量，而半导体硅材料无法控制热的传递方向，容易导致器件的热敏感部分损坏。
为此，东京大学利用硅开发出了一种能够改变热传递方向的微细构造。研究人员参考了以扇形同心圆重叠排列的青海波图案，制作出了约200纳米（1纳米为10亿分之1米）尺寸的构造。当温度升高或降低时，这种结构可以使热的传递方向发生90度改变。此前，利用黑磷等物质向某一方向传递热量的研究虽然取得了一定进展，但仍然难以应用于电子器件。
然而，目前青海波图案微细构造还只能在零下200摄氏度左右的极低温度范围内控制热的传递方向。研究人员计划通过减少结构表面的粗糙度等方式来改进技术，使其能够在室温下实现控制。东京大学的野村政宏教授表示：“我们将采用新的思路来设计电子器件，例如考虑将热敏感部件放置在器件的某个部位等”。
原文：《日本经济新闻》、2024/04/16
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：ACS Nano
论文：Anisotropy reversal of thermal conductivity in silicon nanowire networks driven by quasi-ballistic phonon transport
DOI:10.1021/acsnano.3c12767
