已经开发出一种新技术,该技术现在可以像处理光一样处理热量,以与控制光波相同的方式进行控制。这项技术在热电设备中以及在建筑中开发节能系统方面可能有很多非常有趣的用途。
麻省理工学院(MIT)写道,该技术基于“由纳米结构的半导体合金晶体组成的工程材料”。“热是物质的振动,从技术上讲,是材料的原子晶格的振动,就像声音一样。这种振动也可以看作是声子流,这是一种“虚拟粒子”,类似于携带光的光子。这种新方法类似于最近开发的可以控制光通过的光子晶体,以及可以对声音起到相同作用的声子晶体。
通过控制这些材料中存在的微小间隙的间距,可以对其进行调整,使其与热声子的波长匹配。
麻省理工学院材料科学与工程系的研究科学家马丁·马尔多万说:“这是一种全新的热量控制方法。”他解释说:“热与声音的振动频率不同:声波由较低的频率(高达千赫兹范围,或每秒数千次振动)组成,而热量由较高的频率(在太赫兹范围,或每秒数万亿振动)中产生。”
整个过程(虽然比这复杂),但实质上是“降低”热声子,直到它们与声波更相似,然后通过使用类似声子晶体的方法来操纵产生的狭窄的“超人的热量”。用于控制声子。研究人员将它们称为“热晶体”。
研究人员认为,这些热晶体可以非常有效地用于各种有趣的目的。这些可能性包括:更好的热电设备,对提高能源效率非常有用的“单向热流”以及具有多种潜在用途的“热隐身”。
新发现刚刚于1月11日发表在《物理评论快报》上。
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