固态物理学——金属化趋势

一个*星者，连同一个国际小组，发现有效的导热金属也是很好的导管电长期规则的一个例外。这种反常现象最终可能被利用在热电设备中，它将电器和发动机中的废热转化为有用的电能。

通过测量从加热垫（红色）到由金属二氧化钒制成的纳米棒（绿色）的感应垫（蓝色）的热流，一个*星研究人员发现热导率和热导率之间几乎是普遍的关系很明显地打破了。（AAAS）

金属既能导热又能导电，这就是为什么它们被用来制造煎锅和电线。这是因为电子能在金属中自由流动，在它们移动时携带热能和电荷。

这种现象是如此普遍，它被安放在一个经验法则称为威德曼–弗兰兹法，这是150多年前发现的。虽然近年来发现了一些破坏这一定律的金属，但这些异常通常发生在接近绝对零度的非常低的温度下，这使得它们在诸如热电器件和热开关等应用中不切实际。

现在，在一个明星学院材料研究与工程和合作者在一个国际研究小组的Kedar Hippalgaonkar发现在温度高于室温，从本法的偏差（科学，“超低电子导热金属钒。”）。

具体而言，通过测量热流沿二氧化钒（VO2）纳米棒（见图片），他们发现，由于材料中的电子的热导率比蝇–弗兰兹定律预测的低十倍。

在温度范围内观察到效果- 33到67摄氏度。在67摄氏度以上，二氧化钒突然从绝缘体变成导体，伴随着晶体结构的微小变化。

“这种偏差可能只是因为新物理管理的集体电子的运动在这类独特的材料，表现出类似的金属绝缘体转变，”Hippalgaonkar说。特别是在金属二氧化钒中，电子像液体一样流动，这表现为它们有效地携带电荷，而不是热。

也可以通过引入钨作为杂质来调节二氧化钒的导热性。这种能力可以在热开关中得到利用。

“我们的研究把焦点集中在具有金属-绝缘体相变材料类以及那些包庇相关电子系统，”Hippalgaonkar说。“这只是开始。除了探索与这一概念证明研究相比较的其他提供更好性能的材料系统，我们还打算深入研究这一现象背后的物理学。”