研究人員已經(jīng)確定了一種可以在不傳導(dǎo)熱量的情況下導(dǎo)電的金屬-一種極為有用的特性，違背了我們目前對導(dǎo)體工作原理的理解。

這種金屬于2017年發(fā)現(xiàn)，與所謂的維德曼-弗朗茲定律(Wiedemann-Franz Law)相矛盾，該定律基本上指出，良好的導(dǎo)電體也將按比例地是良好的導(dǎo)熱體，這就是為什么當(dāng)您定期使用電動機(jī)和電器時(shí)會變得如此熱的原因。

但是美國的一個(gè)研究小組表明，金屬二氧化釩(VO2)并非如此-這種材料已經(jīng)以其在67度的溫度下從透明絕緣體轉(zhuǎn)換為導(dǎo)電金屬的奇特能力而聞名。攝氏(152華氏度)。

“這是一個(gè)完全出乎意料的發(fā)現(xiàn)，”伯克利實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)系首席研究員吳俊喬在2017年1月說道。

“它顯示了教科書法的急劇崩潰，眾所周知，該法對常規(guī)導(dǎo)體是可靠的。這一發(fā)現(xiàn)對于理解新型導(dǎo)體的基本電子行為至關(guān)重要。”

這種出乎意料的特性不僅改變了我們對導(dǎo)體的了解，而且還可能非常有用：這種金屬有一天可以用來將來自引擎和電器的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，甚至可以制成更好的窗簾以保持建筑物的涼爽。

研究人員已經(jīng)知道少數(shù)幾種導(dǎo)電性比熱更好的材料，但是它們僅在零以下幾百度的溫度下顯示這些特性，這使其在任何實(shí)際應(yīng)用中都不切實(shí)際。

另一方面，二氧化釩通常僅在遠(yuǎn)高于室溫的溫暖溫度下作為導(dǎo)體，這意味著它具有實(shí)用性。

為了發(fā)現(xiàn)這種奇異的性質(zhì)，研究小組研究了電子在二氧化釩晶體晶格中移動的方式以及產(chǎn)生了多少熱量。

令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)可歸因于材料中電子的熱導(dǎo)率比Wiedemann-Franz定律預(yù)測的熱導(dǎo)率小10倍。

其原因似乎是電子在材料中移動的同步方式。

吳說：“電子就像流體一樣，相互之間是一致運(yùn)動的，而不是像普通金屬那樣是單個(gè)粒子。”

“對于電子而言，熱量是隨機(jī)運(yùn)動。普通金屬有效地傳遞熱量，因?yàn)榇嬖谔嗖煌奈⒂^結(jié)構(gòu)，單個(gè)電子可以在它們之間跳躍。”