物理學家發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電但不導(dǎo)熱的金屬
理學家確定了一種導(dǎo)電但不導(dǎo)熱的金屬,這是一種非常有用的屬性,但違背了我們對導(dǎo)體如何工作的理解。19 世紀發(fā)現(xiàn)的維德曼–夫蘭茲定理(Wiedemann-Franz Law)描述了金屬電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率之間的關(guān)系,該定理基本上聲明良好的電導(dǎo)體同時也是良好的熱導(dǎo)體,這也是電動機和電器使用時會變熱的原因。
2017 年發(fā)現(xiàn)的金屬二氧化釩(VO2)違背了這一定理,它的另一個特殊屬性是 67 攝氏度時會從透明絕緣體變?yōu)榻饘賹?dǎo)體。 研究人員在分析了其中的電子后認為,它導(dǎo)電但不導(dǎo)熱的原因是二氧化釩中的電子量只有維德曼–夫蘭茲定理預(yù)言的十分之一,電子像流體一樣協(xié)調(diào)運動,不同于普通金屬。對電子來說,熱是一種隨機運動,普通金屬能有效傳遞熱是因為有足夠的微觀態(tài)(microscopic configurations)讓個別電子在其間跳躍,而二氧化釩沒有這么多的微觀態(tài)。 這種金屬未來也許可用于將廢熱轉(zhuǎn)化為電能,或創(chuàng)造出保持建筑物涼爽的窗簾。 |