本報訊 熱電循環需通過“塞貝克效應”來産生熱，據物理學家組織網7月11日報道，俄亥俄大學找到了一種新方法，能將“自旋塞貝克效應”放大1000倍，將其向實際應用推進了一大步。該研究有助於熱電循環的實現，從而最終有望開發出新型熱電發動機，還可用於計算機製冷。相關論文發表在本週出版的《自然》雜誌上。

　　熱電循環是電子設備循環利用自身産生的部分廢熱，將廢熱轉化成電。根據“塞貝克效應”，當導體被放在一個溫度梯度中時，會産生電壓使熱能轉變為電能。而2008年日本發現了“自旋塞貝克效應”，即在磁性材料中，自旋電子會産生電流使材料接點産生電壓。這以後，許多科學家都在試圖利用自旋電子學來研發讀寫數據的新型電子設備，以便在更少空間、更低能耗的條件下更安全地存儲更多數據。但這種“自旋塞貝克效應”産生的電壓一般非常小。

　　目前新方法是將此效應放大為“巨自旋塞貝克效應”。研究人員利用銻化銦及其他元素摻雜製成所需材料，並將溫度降低到零下253℃至零下271℃附近，外加3特斯拉磁場。當他們將材料一面加熱使其升高1℃時，在另一面檢測到電壓為8毫伏，得到比以往的5微伏高三個數量級的電流，是迄今為止通過標準“自旋塞貝克效應”産生的最高電壓，且功率提高了近百萬倍。

　　俄亥俄大學物理學與機械工程教授約瑟夫海爾曼斯説，科學家認為熱是由振動量子所組成，他們能在半導體內部引發強大的振動量子流，在流過材料時撞擊電子使電子向前運動。而由於材料中原子使電子自旋，電子最終就像槍管中的子彈那樣旋轉前進。

　　以往人們只在磁性半導體和金屬中發現過“自旋塞貝克效應”，而此次“成功的關鍵是選擇材料，”該校材料科學與工程夫教授羅伯托梅爾斯説，但由於材料是非磁性的，還需要外加電場和低溫環境，這是實驗的不足之處，他們還在進一步研究其他材料。

　　海爾曼斯表示，其最終目標是開發出一種低成本高效率將熱轉化為電能的固態發動機。這些發動機沒有運動部分，不會磨損，可靠性幾乎是無限的。“這是真正的新一代熱電發動機。17世紀我們有了蒸汽機，18世紀有了燃氣機，19世紀有了第一個熱電材料，而現在我們正要用磁來做同樣的事。”

　　（常麗君）