財聯社4月20日訊（編輯 黃君芝）近期，加利福尼亞大學河濱分校（UCR）的一個研究小組展示了一項研究突破，可能會導致電氣、光學和計算機技術的廣泛進步。
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由Alexander Balandin教授領導的研究小組在實驗室里展示了新材料的獨特實用功能，他們將其稱為量子復合材料。
據了解，這些復合材料由被稱為“電荷密度波量子材料”的小晶體組成，并結合在聚合物基質中。在加熱或曝光時，電荷密度波材料會發生相變，導致復合材料出現異常的電響應。
與其他材料相比，Balandin小組創造的量子復合材料在更廣泛的溫度范圍內表現出功能性，并且儲存電能的能力大大提高，使其具有極好的實用潛力。最新研究成果已于近期發表在了《先進材料》雜志上。
量子一詞是指電子的行為更像波而不是粒子的材料和設備。電子的波動特性可以賦予材料不尋常的特性，這些特性可用于新一代計算機、電子和光學技術。
人們正在尋找揭示量子現象的材料，以構建量子計算機。這些計算機超越了大多數計算的限制，現在大多數計算都是基于使用二進制位進行計算的芯片。這種材料也被用于各種電子和光學應用的超靈敏傳感器。
但根據Balandin的說法，具有量子現象的材料有很大的缺點。他說，“這些材料的問題在于量子現象是脆弱的，通常只能在極低的溫度下觀察到。”
不過在最新研究中，該研究小組創建的量子復合材料中的電荷密度波材料在高達50oC的溫度下也表現出了量子現象。這個溫度接近計算機和其他電子產品的運行溫度，它們在運行時會升溫。這種耐溫性為量子復合材料在電子和儲能領域的廣泛應用提供了可能性。
此外，研究人員還發現，量子復合材料具有異常高的介電常數，這是表征材料儲電能力的指標。電絕緣復合材料的介電常數增加了兩個數量級以上，這使得用于儲能的電容器更小、更強大。
Balandin說：“電容器可用于提供峰值功率并在意外關閉期間為計算機內存提供能量。與電池相比，電容器可以更快地充電和放電。為了擴大電容器的儲能用途，需要增加單位體積的能量。我們的量子復合材料可能有助于實現這一目標。”
此外，量子復合材料的另一個可能應用是反射涂層。由加熱、光照或施加電場引起的介電常數變化可用于改變涂有此類復合材料的玻璃和窗戶的光反射。
“我們希望，即使在無序復合材料中，甚至在室溫以上，我們也能保持電荷密度波材料中量子凝聚相的能力，這將改變許多應用的游戲規則。這是一種在概念上不同的方法，用于調整我們日常生活中使用的復合材料的特性”。研究人員補充說。
