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  • 日科学家将强关联电子技术用于干电池电压下的相变过程
    发布时间:2012-10-9 17:13:23 资讯来源:扬州钜大电池科技有限公司 点击次数:

          7月26日英国科技期刊《自然》的电子版登载了一个研究成果:电场效应晶体管。其中的实验数据是在干电池电压下取得的。
          这种强关联复合材料的研究成果是日本最先端研究开发项目(FIRST)支持下的 “强关联量子科学”课题的一部分。新型晶体管由日本理化学研究所与东京大学的研究人员共同开发,它是一种利用强关联氧化物和双电层的新型电场效应晶体管,它的作用就是一种相变材料,因为是在干电池电压下进行的,这种材料有可能用于一些干电池(如碳性电池和碱性电池)工作场合,用于降低电池工作能耗,提高电池工作效率。
          那么,什么叫相变和相变材料呢?
          物质系统中物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应,物质有固相、液相、气相。相变物质从一种相转变为另一种相的过程。相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。
          干电池的相变指的是其固体物质与电解质液体之间的电气性质变化。
          研究小组在室温条件下,利用形成于固体与电解质溶液相界面的双电层产生的巨大电场,首次在1伏电压(相当于1节干电池的电压)下成功控制了强关联氧化物的相变。
          金属中的自由电子具有导电性且能自由移动,但以强关联氧化物为代表的特殊金属中的电子间具有很强的相互作用,因此也会出现不导电的情况。强关联氧化物对环境很敏感,在化学置换、光照或受压等作用下会突然具有导电性。因此,利用电压控制相变的研究成果对产业发展将具有重要意义。就干电池电压而言,使用1伏电压产生的低阻状态,即使在切断电源的情况下也能长久保持。这将极大地提高干电池的电量输出能力,使其在低电压状态下保持良好的工作状态。
          通过对该强关联相变材料的研究发现,以电荷向固体表面积聚为诱因,在固体内部相互作用的电子的大量移动不仅会引起电气性质的改变(相变),还会导致固体结晶结构的变化。该成果将为开发超低耗电量的切换开关装置指明方向。
          干电池就是一种小电流储能设备,对于一些小型应用来说,干电池中的碳性电池、碱性电池、锌锰扣式电池等在很多场合都还有自己的性价比优势,日本科学家的强关联材料的研发或许有助于加强这方面的优势,从而使干电池在充电电池的竞争压力下提升自己的地位。

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