科学家发现了一种可以消除电池的量子效应

据昆士兰科技大学(Queensland University of Technology简称QUT)2026年6月4日报道（Queensland University of Technology. "Scientists discover a quantum effect that could eliminate batteries." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 June 2026. www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260603023917.htm），研究人员发现了如何利用微观缺陷和原子振动来控制先进材料中的强大量子效应。这种效果可以将来自环境的交流电信号直接转化为电子设备所需的电流，而无需传统组件。随着温度的变化，信号甚至可以翻转方向，为科学家提供了一种调整设备性能的新方法。

科学家们发现了一种新的方法来控制一种不寻常的量子现象，这种现象有朝一日可能有助于为没有电池的电子设备供电。

由昆士兰科技大学（QUT）化学与物理学院的戚东辰(Dong-Chen Qi音译)教授和新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University in Singapore）的Xiao Renshaw Wang教授领导的一个国际研究小组研究了非线性霍尔效应（nonlinear Hall effect 简称NLHE）背后的物理学，这是一种对未来能量收集技术具有巨大潜力的量子现象。

与经典的霍尔效应不同，NLHE可以将交流电信号直接转换为直流电。这意味着来自无线传输或其他环境源的能量可以潜在地转化为可用的电力，而不依赖于传统的二极管或其他笨重的电子元件。

戚教授说：“NLHE是凝聚态物理学中一种复杂的量子现象，即使在没有磁场的情况下，也会垂直于施加的交流电产生电压。这种效应使我们能够将交流信号直接转换为直流电，这是为电子设备供电所需的。原则上，这意味着传感器或芯片可以在没有电池的情况下运行，从环境中获取能量。”

量子材料在室温下表现出稳定的性能

为了更好地理解这种效应是如何起作用的，研究人员检查了一种以其不寻常的电子行为而闻名的高质量拓扑材料。

他们的实验表明，非线性霍尔效应即使在室温下也保持稳定，这是迈向实验室外实际应用的重要一步。该团队还发现，温度在决定材料产生的电压的强度和方向方面起着关键作用。

缺陷和原子振动如何控制这种效应

在较低的温度下，材料中的微小缺陷对量子效应的影响最大。随着温度的升高，晶体结构中自然发生的振动变得更加重要。

这种转变导致产生的电信号的方向反转，揭示了一种以前看不见的控制这种现象的机制。

戚教授说：“一旦你了解了材料内部发生的事情，你就可以设计出利用它的设备。这就是量子效应不再抽象并开始变得有用的时候——支持未来的应用，从自供电传感器和可穿戴技术到下一代无线网络的超快组件。”

这些发现为量子材料的行为提供了新的见解，并可以帮助研究人员开发更小、更快、更节能的技术，从周围环境中获取能量。

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。

Xueyan Wang, Tao Hou, Zherui Yang, Shengyao Li, Tianli Jin, Cong Xiao, Zdenek Sofer, Dong-Chen Qi, Guoqing Chang, Xiao Renshaw Wang. Unraveling scattering contributions to the nonlinear Hall effect in topological insulator Bi2Te3. Newton, 2026; 2 (4): 100410 DOI: 10.1016/j.newton.2026.100410. http://dx.doi.org/10.1016/j.newton.2026.100410

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