超级军网改写教科书：台大硕士发现无损耗的热传导
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/26 15:21:03
二十七岁的台大硕士生萧子纲花了一年多时间，尝试把一百多根极为细微的“矽锗纳米线”放到量测装置上，并和台大本土研究团队合作，首次证实波动型热传导现象，改写大学物理教科书认为热会扩散的基本假设。
萧子纲的指导教授、台大凝态中心助理研究员张之威说明，一般热传导过程中，会发生无数次的分子碰撞，这个定理自从工业革命以来被视为理所当然，因此，长期以来教科书中定义的传统热传导现象，就像“把奶精放入咖啡”，奶精间会彼此碰撞逐渐扩散，但会破坏热传导本身的波动性质，造成热能无法像电子、光纤一样的传递讯息。
过去想要观察到热传导的波动性质，都必须在零下二百七十度的极低温，不过，台大研究团队突破困境，发现在室温下，热能如果经过只有头发数万分之一的“矽锗纳米线”时，波动性的热传导现象能够保持八微米长，几乎可说是无损耗、无碰撞的波动现象。
这项发现，改写了大学物理教科书认为热扩散的基本假设，新研究发表于国际顶尖期刊《自然纳米科技》。
张之威强调，大部分能源都是由热转换成电，新的发现可以让热电元件的废热，在转换成电力时更有效率，未来潜力无限，若持续研发，应用于电子产业，有机会让手机、笔记本更耐热。
这项研究的幕后功臣是年仅二十七岁、去年从台大应用物理所毕业的萧子纲。他在实验室花了四百多天，使用机器手臂、电子显微镜，把上百根“矽锗纳米线”运用类似钓鱼的方式，“钓”到量测装置上，通常要花一个下午，有的甚至需要两至三天，才能侦测热传导现象，由于失败率极高，考验耐心、细心、恒心。
研究团队肯定他的研究贡献，在发表论文时，把他的名字挂在多位台大资深学者前，台大新任校长杨泮池更称赞他：“台大一名研究生的表现，比世界一流大学的博士生还亮眼！”
萧子纲谦称，这项研究是台大纯本土研究团队共同的心血，很高兴参与其中，并以此做为硕士论文。他表示，已获得四年的全额奖学金，每年约一百五十万元新台币，即将前往英国剑桥大学攻读博士学位。
附链接http://m.baidu.com/news?tn=bdbody&query=%E5%8F%B0%E5%A4%A7%E7%A1%95%E5%A3%AB%E5%8F%91%E7%8E%B0%E7%83%AD%E4%BC%A0%E5%AF%BC&src=http%3A%2F%2Fnews.zol.com.cn%2Ftech%2F84709.html&fr=ald02&ssid=0&from=2001a&uid=A1AEC6AD37C66ADB440A9F795DBD537B&pu=usm%401%2Csz%401320_1003%2Cta%40iphone_2_4.1_1_9.1&bd_page_type=1&tj=realtime_10_0_10_1二十七岁的台大硕士生萧子纲花了一年多时间，尝试把一百多根极为细微的“矽锗纳米线”放到量测装置上，并和台大本土研究团队合作，首次证实波动型热传导现象，改写大学物理教科书认为热会扩散的基本假设。
萧子纲的指导教授、台大凝态中心助理研究员张之威说明，一般热传导过程中，会发生无数次的分子碰撞，这个定理自从工业革命以来被视为理所当然，因此，长期以来教科书中定义的传统热传导现象，就像“把奶精放入咖啡”，奶精间会彼此碰撞逐渐扩散，但会破坏热传导本身的波动性质，造成热能无法像电子、光纤一样的传递讯息。
过去想要观察到热传导的波动性质，都必须在零下二百七十度的极低温，不过，台大研究团队突破困境，发现在室温下，热能如果经过只有头发数万分之一的“矽锗纳米线”时，波动性的热传导现象能够保持八微米长，几乎可说是无损耗、无碰撞的波动现象。
这项发现，改写了大学物理教科书认为热扩散的基本假设，新研究发表于国际顶尖期刊《自然纳米科技》。
张之威强调，大部分能源都是由热转换成电，新的发现可以让热电元件的废热，在转换成电力时更有效率，未来潜力无限，若持续研发，应用于电子产业，有机会让手机、笔记本更耐热。
这项研究的幕后功臣是年仅二十七岁、去年从台大应用物理所毕业的萧子纲。他在实验室花了四百多天，使用机器手臂、电子显微镜，把上百根“矽锗纳米线”运用类似钓鱼的方式，“钓”到量测装置上，通常要花一个下午，有的甚至需要两至三天，才能侦测热传导现象，由于失败率极高，考验耐心、细心、恒心。
研究团队肯定他的研究贡献，在发表论文时，把他的名字挂在多位台大资深学者前，台大新任校长杨泮池更称赞他：“台大一名研究生的表现，比世界一流大学的博士生还亮眼！”
萧子纲谦称，这项研究是台大纯本土研究团队共同的心血，很高兴参与其中，并以此做为硕士论文。他表示，已获得四年的全额奖学金，每年约一百五十万元新台币，即将前往英国剑桥大学攻读博士学位。
附链接http://m.baidu.com/news?tn=bdbody&query=%E5%8F%B0%E5%A4%A7%E7%A1%95%E5%A3%AB%E5%8F%91%E7%8E%B0%E7%83%AD%E4%BC%A0%E5%AF%BC&src=http%3A%2F%2Fnews.zol.com.cn%2Ftech%2F84709.html&fr=ald02&ssid=0&from=2001a&uid=A1AEC6AD37C66ADB440A9F795DBD537B&pu=usm%401%2Csz%401320_1003%2Cta%40iphone_2_4.1_1_9.1&bd_page_type=1&tj=realtime_10_0_10_1
萧子纲的指导教授、台大凝态中心助理研究员张之威说明，一般热传导过程中，会发生无数次的分子碰撞，这个定理自从工业革命以来被视为理所当然，因此，长期以来教科书中定义的传统热传导现象，就像“把奶精放入咖啡”，奶精间会彼此碰撞逐渐扩散，但会破坏热传导本身的波动性质，造成热能无法像电子、光纤一样的传递讯息。
过去想要观察到热传导的波动性质，都必须在零下二百七十度的极低温，不过，台大研究团队突破困境，发现在室温下，热能如果经过只有头发数万分之一的“矽锗纳米线”时，波动性的热传导现象能够保持八微米长，几乎可说是无损耗、无碰撞的波动现象。
这项发现，改写了大学物理教科书认为热扩散的基本假设，新研究发表于国际顶尖期刊《自然纳米科技》。
张之威强调，大部分能源都是由热转换成电，新的发现可以让热电元件的废热，在转换成电力时更有效率，未来潜力无限，若持续研发，应用于电子产业，有机会让手机、笔记本更耐热。
这项研究的幕后功臣是年仅二十七岁、去年从台大应用物理所毕业的萧子纲。他在实验室花了四百多天，使用机器手臂、电子显微镜，把上百根“矽锗纳米线”运用类似钓鱼的方式，“钓”到量测装置上，通常要花一个下午，有的甚至需要两至三天，才能侦测热传导现象，由于失败率极高，考验耐心、细心、恒心。
研究团队肯定他的研究贡献，在发表论文时，把他的名字挂在多位台大资深学者前，台大新任校长杨泮池更称赞他：“台大一名研究生的表现，比世界一流大学的博士生还亮眼！”
萧子纲谦称，这项研究是台大纯本土研究团队共同的心血，很高兴参与其中，并以此做为硕士论文。他表示，已获得四年的全额奖学金，每年约一百五十万元新台币，即将前往英国剑桥大学攻读博士学位。
附链接http://m.baidu.com/news?tn=bdbody&query=%E5%8F%B0%E5%A4%A7%E7%A1%95%E5%A3%AB%E5%8F%91%E7%8E%B0%E7%83%AD%E4%BC%A0%E5%AF%BC&src=http%3A%2F%2Fnews.zol.com.cn%2Ftech%2F84709.html&fr=ald02&ssid=0&from=2001a&uid=A1AEC6AD37C66ADB440A9F795DBD537B&pu=usm%401%2Csz%401320_1003%2Cta%40iphone_2_4.1_1_9.1&bd_page_type=1&tj=realtime_10_0_10_1二十七岁的台大硕士生萧子纲花了一年多时间，尝试把一百多根极为细微的“矽锗纳米线”放到量测装置上，并和台大本土研究团队合作，首次证实波动型热传导现象，改写大学物理教科书认为热会扩散的基本假设。
萧子纲的指导教授、台大凝态中心助理研究员张之威说明，一般热传导过程中，会发生无数次的分子碰撞，这个定理自从工业革命以来被视为理所当然，因此，长期以来教科书中定义的传统热传导现象，就像“把奶精放入咖啡”，奶精间会彼此碰撞逐渐扩散，但会破坏热传导本身的波动性质，造成热能无法像电子、光纤一样的传递讯息。
过去想要观察到热传导的波动性质，都必须在零下二百七十度的极低温，不过，台大研究团队突破困境，发现在室温下，热能如果经过只有头发数万分之一的“矽锗纳米线”时，波动性的热传导现象能够保持八微米长，几乎可说是无损耗、无碰撞的波动现象。
这项发现，改写了大学物理教科书认为热扩散的基本假设，新研究发表于国际顶尖期刊《自然纳米科技》。
张之威强调，大部分能源都是由热转换成电，新的发现可以让热电元件的废热，在转换成电力时更有效率，未来潜力无限，若持续研发，应用于电子产业，有机会让手机、笔记本更耐热。
这项研究的幕后功臣是年仅二十七岁、去年从台大应用物理所毕业的萧子纲。他在实验室花了四百多天，使用机器手臂、电子显微镜，把上百根“矽锗纳米线”运用类似钓鱼的方式，“钓”到量测装置上，通常要花一个下午，有的甚至需要两至三天，才能侦测热传导现象，由于失败率极高，考验耐心、细心、恒心。
研究团队肯定他的研究贡献，在发表论文时，把他的名字挂在多位台大资深学者前，台大新任校长杨泮池更称赞他：“台大一名研究生的表现，比世界一流大学的博士生还亮眼！”
萧子纲谦称，这项研究是台大纯本土研究团队共同的心血，很高兴参与其中，并以此做为硕士论文。他表示，已获得四年的全额奖学金，每年约一百五十万元新台币，即将前往英国剑桥大学攻读博士学位。
附链接http://m.baidu.com/news?tn=bdbody&query=%E5%8F%B0%E5%A4%A7%E7%A1%95%E5%A3%AB%E5%8F%91%E7%8E%B0%E7%83%AD%E4%BC%A0%E5%AF%BC&src=http%3A%2F%2Fnews.zol.com.cn%2Ftech%2F84709.html&fr=ald02&ssid=0&from=2001a&uid=A1AEC6AD37C66ADB440A9F795DBD537B&pu=usm%401%2Csz%401320_1003%2Cta%40iphone_2_4.1_1_9.1&bd_page_type=1&tj=realtime_10_0_10_1
台湾人民多奇志
挺好的
汗，真是奇闻啊。。。。
无损耗的热传导这要是真的以后应用的领域会比超导还要广泛
这个实验已经被别人重复实现了吗？？如果是真的，那岂不是热力学的基本定了要被修改，那可真的是物理学，尤其是近年来少有的宏观物理理论突破
晶体振动与热传导。。有论文称在实验室环境下观察到能量自发由低势区向高势区传播的现象，人类对自然的理解还是太肤浅了。
会不会获炸药奖的青睐？
编辑太不负责 ，少了四个字：台湾之光。
是很NB，但绝对谈不上改写教科书。
为了黑台湾，连基础科学都看不起了
骑士王的刚毅 发表于 2013-7-8 11:24
为了黑台湾，连基础科学都看不起了
为了黑台湾？
除非你否定波粒二象性！
这个实验顶多只是观测到了平时很难观测到的热传导规则波动，波长8微米，人家也并没有否定波粒二象性。。。
而且正文是“几乎”，标题就是“无损耗”了，11楼这种大概就是暑假党了，量子力学学过没？
为了黑台湾，连基础科学都看不起了
为了黑台湾？
除非你否定波粒二象性！
这个实验顶多只是观测到了平时很难观测到的热传导规则波动，波长8微米，人家也并没有否定波粒二象性。。。
而且正文是“几乎”，标题就是“无损耗”了，11楼这种大概就是暑假党了，量子力学学过没？
这是真的吗？如果是真的，可能我有一个材料上的新思路了
无论如何，作为研究生能发自然，还是深表佩服！
挺厉害的基础发现
恩。。。一个改变世界的发现！！！
感觉会在散热方面起大作用
亚洲滴联邦 发表于 2013-7-8 17:57
感觉会在散热方面起大作用
我看到这个第一反应就是空调。。。。
感觉会在散热方面起大作用
我看到这个第一反应就是空调。。。。
我是7145871 发表于 2013-7-8 16:34
无论如何，作为研究生能发自然，还是深表佩服！
不是自然杂志，是自然纳米科技
无论如何，作为研究生能发自然，还是深表佩服！
不是自然杂志，是自然纳米科技
能改写热力学第三定律？感觉不可能
不明觉厉 厉 厉
别的不说，钻研的精神还是得肯定！
。。。 。。。标题党。
我是航母舰长 发表于 2013-7-7 21:16
台湾人民多奇志
对于海峡对面的人不能小看，那么点地方能折腾成这样还是很不容易的，我们很多时候所谓的美籍华裔科学家不少都是台湾过去的。
台湾人民多奇志
对于海峡对面的人不能小看，那么点地方能折腾成这样还是很不容易的，我们很多时候所谓的美籍华裔科学家不少都是台湾过去的。
来解毒一下，就是说发现了在硅锗纳米线当中，无散射的热输运可以到8微米的长度。
热输运在固体物理当中被看作晶格的振动波的传播，一般来说这个波是会被杂质什么的散射的，多次散射后的波就不再走直线了，而是类似布朗运动。这就导致热的“扩散”现象，这也是一般材料传热的特点。
要多次散射才能出现的扩散特征，因此如果散射很少，比如杂质极少，或者在极小尺寸内还没有几次散射，或者某些特殊材料中散射的效果被抵消的情况下，热输运就是“弹道”的。
这个就是在8微米尺度下看到了弹道热输运，大概是比一般材料的尺度大很多。当然再加大体系尺寸，最终恐怕还是扩散的。但是因为进入扩散区很晚，可以预期这个材料会有很高的传热能力。
来解毒一下，就是说发现了在硅锗纳米线当中，无散射的热输运可以到8微米的长度。
热输运在固体物理当中被看作晶格的振动波的传播，一般来说这个波是会被杂质什么的散射的，多次散射后的波就不再走直线了，而是类似布朗运动。这就导致热的“扩散”现象，这也是一般材料传热的特点。
要多次散射才能出现的扩散特征，因此如果散射很少，比如杂质极少，或者在极小尺寸内还没有几次散射，或者某些特殊材料中散射的效果被抵消的情况下，热输运就是“弹道”的。
这个就是在8微米尺度下看到了弹道热输运，大概是比一般材料的尺度大很多。当然再加大体系尺寸，最终恐怕还是扩散的。但是因为进入扩散区很晚，可以预期这个材料会有很高的传热能力。
人才讶异性，台湾人的体治，他可以把名挂前面，要在陆陆，哪七大姑八大姨的！！！！，
turbopump 发表于 2013-7-9 13:09
人才讶异性，台湾人的体治，他可以把名挂前面，要在陆陆，哪七大姑八大姨的！！！！，
呵呵，你不是搞科研的吧。
人才讶异性，台湾人的体治，他可以把名挂前面，要在陆陆，哪七大姑八大姨的！！！！，
呵呵，你不是搞科研的吧。
Nature Nanotechnology的原文地址http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n7/pdf/nnano.2013.121.pdf
木有权限的话，我估计一般也不会有兴趣看完吧。我把摘要贴出来，木有新闻里面说的那么神，不过确实是一种非常不错的热传导材料。
Abstract：
In ballistic thermal conduction, the wave characteristics of phonons allow the transmission of energy without dissipation. However, the observation of ballistic heat transport at room temperature is challenging because of the short phonon mean free path. Here we show that ballistic thermal conduction persisting over 8.3 mm can be observed in SiGe nanowires with low thermal conductivity for a wide range of structural variations and alloy concentrations. We find that an unexpectedly low percentage (～0.04%) of phonons carry out the heat conduction process in SiGe nanowires, and that the ballistic phonons display properties including non-additive thermal resistances in series, unconventional contact thermal resistance, and unusual robustness against external perturbations. These results, obtained in a model semiconductor, could enable wave-engineering of phonons and help to realize heat waveguides, terahertz phononic crystals and quantum phononic/thermoelectric devices ready to be integrated into existing silicon-based electronics.
木有权限的话，我估计一般也不会有兴趣看完吧。我把摘要贴出来，木有新闻里面说的那么神，不过确实是一种非常不错的热传导材料。
Abstract：
In ballistic thermal conduction, the wave characteristics of phonons allow the transmission of energy without dissipation. However, the observation of ballistic heat transport at room temperature is challenging because of the short phonon mean free path. Here we show that ballistic thermal conduction persisting over 8.3 mm can be observed in SiGe nanowires with low thermal conductivity for a wide range of structural variations and alloy concentrations. We find that an unexpectedly low percentage (～0.04%) of phonons carry out the heat conduction process in SiGe nanowires, and that the ballistic phonons display properties including non-additive thermal resistances in series, unconventional contact thermal resistance, and unusual robustness against external perturbations. These results, obtained in a model semiconductor, could enable wave-engineering of phonons and help to realize heat waveguides, terahertz phononic crystals and quantum phononic/thermoelectric devices ready to be integrated into existing silicon-based electronics.
要是能实用化就好了
winter_gates 发表于 2013-7-9 15:37
呵呵，你不是搞科研的吧。
看来他不懂通讯作者和第一作者的区别
呵呵，你不是搞科研的吧。
看来他不懂通讯作者和第一作者的区别
不要忽略它实现的基础条件啊！估计要得到应用，比超导还难吧！
恩。。。一个改变世界的发现！！！
喂喂喂，过了！！！
喂喂喂，过了！！！
硕士生，不容易啊，佩服
ctgqsys 发表于 2013-7-7 23:17
晶体振动与热传导。。有论文称在实验室环境下观察到能量自发由低势区向高势区传播的现象，人类对自然的理解 ...
这个应该是涨落效应吧
晶体振动与热传导。。有论文称在实验室环境下观察到能量自发由低势区向高势区传播的现象，人类对自然的理解 ...
这个应该是涨落效应吧
蕶落 发表于 2013-7-10 00:37
看来他不懂通讯作者和第一作者的区别
反正是觉得他一点这种事情的常识都没有。。。。。。
看来他不懂通讯作者和第一作者的区别
反正是觉得他一点这种事情的常识都没有。。。。。。
微观层面上的不少特性 都跟 宏观层面 不一样…
实用性如何
不管怎么说，很厉害，也有运气
首先碰到一个好要求不高的的研究空白，然后坚持做下去
希望能够快速的运用在生活中
家年前本穷所在化工院的一个研一研究生也在其专业领域A类期刊上发表了一篇，获得了校上2Wrmb的奖励
当然跟这个台湾研究生的比不了
首先碰到一个好要求不高的的研究空白，然后坚持做下去
希望能够快速的运用在生活中
家年前本穷所在化工院的一个研一研究生也在其专业领域A类期刊上发表了一篇，获得了校上2Wrmb的奖励
当然跟这个台湾研究生的比不了
纳米尺度下某些规律是会发生一些改变。但是无损耗？？？？？？？
我怎么觉得这最多只是一个定向热传导的东西，哪有什么改教科书，跟标题的无损耗也扯不上关系啊……