13.04.2023 by Aileen Sammler

Твердотельные электрохимические термические транзисторы - новый класс транзисторов с большим потенциалом

Твердотельные электрохимические термические транзисторы (ТЭТТ) - это новый класс транзисторов, которые могут регулировать тепловой поток, используя электрохимические свойства определенных материалов. Они работают по принципу термоэлектрохимической связи, которая позволяет эффективно и обратимо преобразовывать электрическую энергию в тепловую.

СЭТТ приобретают все большее значение, поскольку они способны произвести революцию в области терморегулирования, имеющего решающее значение для многих приложений, таких как электроника, преобразование энергии и охлаждение. Они представляют собой многообещающую альтернативу традиционному терморегулированию, которая может позволить создать более компактные, энергоэффективные и экономичные системы терморегулирования.

Первая разработка твердотельного электрохимического термического транзистора

Ученые из Университета Хоккайдо разработали принципиально новый твердотельный электрохимический термический транзистор, который можно использовать для управления тепловым потоком с помощью электрических сигналов.

Традиционные жидкостные термические транзисторы имеют критические ограничения, поскольку любая утечка приведет к тому, что устройство перестанет работать. Команда под руководством профессора Хиромичи Охта (Hiromichi Ohta) из Института электронных наук при Университете Хоккайдо (Research Institute for Electronic Science at Hokkaido University) создала свой термический транзистор на основе стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония, который также выступал в качестве переключающего материала, а в качестве активного материала использовался оксид кобальта стронция. Для подачи энергии, необходимой для управления транзистором, использовались платиновые электроды. Результаты показали, что теплопроводность активного материала была сопоставима с некоторыми жидкостными термическими транзисторами, а устройство было стабильным в течение десяти циклов использования, что делает его более долговечным, чем большинство жидкостных термических транзисторов.

Твердотельный термический транзистор состоит из многослойной структуры. Верхний и нижний электроды состоят из платины, а в качестве активного слоя используется оксид кобальта стронция (SrCoOx). Кристаллическая структура оксида кобальта стронция может быть изменена в результате электрохимического окисления и восстановления при 280°C на воздухе. Теплопроводность полностью окисленного слоя оксида кобальта стронция, так называемого "включенного" состояния, в ~4 раза выше по сравнению с теплопроводностью полностью восстановленного слоя кобальта стронция, так называемого "выключенного" состояния. (Источник: Yang et.al, Adv. Funct. Mater, 2023, 2214939)
Измерения с помощью NETZSCH PicoTR

Для измерения теплопроводности термотранзисторов команда исследователейarch использовала метод NETZSCH Time Domain Thermoreflectance PicoTR. Мы очень гордимся тем, что внесли свой вклад в эту разработку.

Эта прорывная технология открывает новые возможности для управления тепловым режимом в электронике, прокладывая путь к созданию более эффективных и надежных устройств.

Чтобы узнать больше, загрузите следующую статьюarch - публикацию в журнале Advanced Functional Materials Journal (Advancedsciencenews.com):

Подробнее о методе терморефлексии во временной области