新突破：藉助量子隧穿效應或能變地球廢熱為電能！

　　2018-02-13 07:02:32　來源: 網易科技報道

　　研究人員認為，可以藉助量子隧穿效應收穫這種紅外熱量並且實現一天24小時發電。這一過程需要利用一種特製的天線，能夠以高頻電磁波的形式探測紅外輻射或者廢熱，並且將這些千萬億分之一秒的電磁波信號轉變成電流。

　　網易科技訊2月13日消息，科學家們已經找到一種方式，藉助量子隧穿效應從地球剩餘的紅外線輻射和廢熱中收穫電能。我們的地球吸收大量的陽光，從而為我們帶來了近乎恆定的紅外線輻射，科學家想要利用這些能量。

　　

　　量子隧穿效應是一種量子力學效果，當一顆粒子穿過理論上不應當穿過的一種障礙物時就會發生這種現象。比如說，在經典物理學中，滾過一座山的球需要一定的能量才能爬上山頂並且到達另外一側。然而，在量子物理學中，球體能夠以較少的能量穿過這座山，也就是以隧道的形式通過障礙。

　　研究人員認為，可以藉助量子隧穿效應收穫這種紅外熱量並且實現一天24小時發電。這一過程需要利用一種特製的天線，能夠以高頻電磁波的形式探測紅外輻射或者廢熱，並且將這些千萬億分之一秒的電磁波信號轉變成電流。

　　由於紅外線輻射波長較小而且振蕩速度是典型半導體電子的數千倍，因此研究人員需要一種納米天線，但是這種天線難以製造或者測試。根據進行這項研究的科學家稱，量子隧穿效應能夠為實現這一目標提供突破。這項研究的負責人，沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的Atif Shamim稱：「目前世界上沒有能夠在這種高頻下運作的商業二極體。這也是我們轉向量子隧穿效應的原因。」

　　具備量子隧穿效應的設備（MIM二極體）能夠讓電子穿過一個納米級厚度的障礙物，將紅外波轉變成為電流。為了打造形成量子隧穿效應需要的強烈電場，研究人員打造了一種蝴蝶結形狀的納米天線，並且在兩個輕微重疊的金屬天線之間夾上薄的絕緣層。

　　一位參與這項研究的博士后研究員Gaurav Jayaswal稱：「最具挑戰性的部分就是兩個天線之間的納米級重疊，這需要非常精密的定位。儘管如此，我們仍然藉助阿卜杜拉國王科技大學納米製造工廠的先進工具完成了製造過程。」研究人員創造的MIM二極體能夠成功捕獲紅外輻射而且外加電壓為零，這一特徵意味著這種設備可以在任何需要的時候打開。（過客）