芯片遭遇摩尔定律瓶颈？太阳能电池效率提升困难？这些困扰产业界的瓶颈，都源自同一个物理难题——电子发热。近日，中国科学院上海技术物理研究所研究员陆卫的科研团队和复旦大学研究员安正华的科研团队共同揭示了电子奔跑时发热的奥秘，相关研究成果有望革新集成电路产业，比如让芯片越做越小。而重要参与人之一安正华，正是大丰沈灶人。
△科研工作中的安正华。受访者供图
41岁的安正华如今是复旦大学博士生导师，而他的高中母校则是大丰中学。1995年，他被南京大学理科强化班提前录取，毕业后进入上海中科院微系统与信息技术研究所深造。“虽然定居在上海，但我每年都回老家一两次，父母是地地道道的农民，父亲除了种田，还是一名手艺人，他的手艺很不错。”采访中，安正华非常谦逊，他坦言，父辈勤勉务实的作风，也对他的成长和科研道路产生深远影响。这些年，他一直深耕热电子研究领域，如今这一研究成果就耗时近6年。
3月29日，这项研究名为“通过散粒噪声对非局域热电子能量耗散进行空间成像”，相关成果在国际知名学术期刊《Science》杂志上在线发表，引发学界关注。那么，这一研究有何用处？安正华说，“我们发现的热电子现象，将来可能会对集成电路产业的器件设计带来一些革新。”他们发现，在纳米尺度下，电子也会如同水花一样，最高温不在电流最大处，而是偏向电子流动的方向。
他形象地介绍，“比如电脑和手机的芯片里，电子其实一直在流动，流的过程会产生大量的热；随着技术不断进步，器件做得越来越小，小块芯片要耗那么多电，里面的电子会越来越热，这限制了器件变得更小。”如能利用这一发现，重新设计集成电路、光伏发电等元器件，有望使它们的性能得到大幅提升，比如手机“煲电话”十几小时也不会再发烫甚至“罢工”。
据悉，这项热电子科研成果，未来有望提升纳米器件的热管理与能源效率，让芯片越做越小；还可以应用于光电产业，大幅提升太阳能电池等光电转换效率。
该研究工作还得到了国家自然科学基金委员会项目、中国科技部国家重点研究计划专项、上海市科委重大项目、中科院海外科学家计划等的资助。
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