據物理學家組織網近日報（bào）道，一個由美國密歇根大學等單位（wèi）研究人員組成的國（guó）際小組開發（fā）出一種納米級的“溫度計”，能（néng）從原子尺度測量熱散逸，並首次建立了一種框架，來解釋納米級（jí）係統的熱散逸（yì）現象。這一成果為開發體積更小、功能更強的電子設備掃除了一項重要技術障礙。相關論文（wén）發表在《自然（rán）》雜誌上。

      電流通過導電材料時（shí）會產生（shēng）熱，理解電（diàn）子係統中熱是從哪裏產生的，有助於工程師設計性能可靠而高效的計算機、手機和醫療設備等（děng）。在較大線路中，人們（men）很容易理（lǐ）解熱是（shì）怎樣產生的，但對納米尺度的終端，經典物理學卻無法描述熱和電之間的（de）關係。這些設備（bèi）可（kě）能隻有幾個納米大小，或由幾個原子構成。

      原子與（yǔ）單（dān）分子接點代表了電路微型化的（de）最終極限，也是測試量子傳輸理論的（de）理想平台。要描述新功（gōng）能納米設備的電荷（hé）與能量傳輸，離不（bú）開量子傳輸（shū）理論。在今後的20年，計算機科學與工程人員預期（qī）可能會在“原子”尺度開展工作。但由於實驗（yàn）條件限製，人（rén）們對原子設備（bèi）的熱散逸與傳播還（hái）了解甚少，也為開發新型納米設備帶來了很大（dà）障礙。

      該（gāi）研究領導者、密歇根大（dà）學機械工程和（hé）材料科學與工程副教授普拉姆德?雷迪說：“目前（qián）晶體管已（yǐ）經達到極小量度，在20或30納米級別。如果該（gāi）行業繼續按照（zhào）摩爾（ěr）定律的速度發展下（xià）去，線路中晶體管體積縮小的速度是其密度的兩倍，如此離原子級別已經不遠。然後，最（zuì）重要的事情就是要（yào）理解熱量散播和設備電子結構之間的關係，如果缺乏這（zhè）方麵的知識，就無法真（zhēn）正掌控（kòng）原子級設備，我們的研究首次揭示了這一領域。”

      雷迪實驗室博士生李宇哲（音譯（yì））等人開發出一種技術，特製了一個穩定（dìng）的原子設備和一（yī）種納米大小的溫度計，將二者結合做成一（yī）種圓錐形工具。在分子樣本線路中，圓錐形工具和一片黃金薄（báo）片之間（jiān）能捕獲一個分子或原子，以研究其熱散逸。他們通過實（shí）驗顯示了一個原子級係統的變熱過程，以及這一（yī）過程（chéng）與宏（hóng）觀尺度（dù）變熱過程的不同，並且設計了一個框架（jià）來解（jiě）釋這一過程。

      雷迪解釋說，在（zài）可接觸的宏觀世界裏，當電流通過導線時，整（zhěng）個導線都會發熱，與其相連的所（suǒ）有電極也是如此。相比之下，當“導（dǎo）線”是（shì）納米大小的分子，而且隻和兩個電極接合時，溫度（dù）升高主要發生在二者之一中。“在（zài）原（yuán）子級設備中，所（suǒ）有熱量集中在一個地方，很少會到其他地方（fāng）。”

      雷迪說：“我們的研究還進一步證實了物理學家列夫?朗（lǎng）道提出的熱（rè）散逸理論的有效性，並深入理解了熱散逸（yì）和原子（zǐ）尺度的熱（rè）電現象之間（jiān）的關係，這是從熱（rè）到電之間的轉（zhuǎn）變。”