守候

成本低、易取得的熱電材料，有機會迎頭趕上光電材料產業！


中研院物理研究所研究員陳洋元研究團隊製作磁性鎳奈米線，運用超高技術，以電極固定這條「肉眼看不到的線」，並將之懸吊於掏空矽基板上，成功提高「熱傳導率低、導電率維持」的能源轉換效率，未來若應用於光、熱、汽車與鍋爐廢熱能轉變技術上，有助提升熱電材料效益，開展再生能源新方向。


陳洋元表示，半導體內ＩＣ晶片內的奈米線路，可使用鐵、鈷、鎳等任何物質製作，尺寸越小，越可縮小元件體積，製作成本也能降低，只是，如果小到奈米尺寸大小，卻不得不面對量子效應，產生與原來物質電、熱、磁相異等特質。於是，從微米、次微米到奈米，為克服物理特性的改變，團隊選擇普遍易取得的鎳，同時也因它具有磁性，科學家可多認識磁特質，讓研究多一個可操控變因。


陳洋元主導的二十人研究團隊，去年二月在國際專業期刊「應用物理通訊」上發表這篇鎳奈米電與熱傳導的研究成果。一年內就獲得超過一○三三次下載紀錄，當選為熱點論文。


陳洋元指著一張上有細細鎳奈米線的圖片說，這是利用電子顯微鏡放大八千倍才看得到美麗奈米世界。由於奈米線肉眼看不到，必須借助電子顯微鏡、實驗技術與電子量測儀器等，研究團隊整整花上一年時間研究，光做個模型也得等上半年。


陳洋元表示，節能減碳與再生能源議題持續加溫，熱電材料比光電在成本與材料上更具優勢，然而效率僅有光電的三分之一，研究團隊希望應用鎳奈米化，把熱傳導降低，但維持電傳導，也就是做到「把熱能存起慢慢用」，利用該物理特點，提高熱電材料的應用。


陳洋元預告，團隊下一步將進行鉍、銻等元素與合金奈米線研發，朝向「熱傳導率可以下降一倍，轉換效率就能提高一倍」目標，屆時將是更能親近民生與廣為應用的成果。