Digital quantum batteries inspired by plasma TVs
http://www.physorg.com/news183896292.html
By Lin Edwards, January 28, 2010
(PhysOrg.com) -- 電漿電視的耗電量惡名昭彰，不過在電視中用以產生高解析度圖像的相同原理卻可導致新型電池的發展，那能夠儲存而非浪費能量。
電漿電視包含幾百萬個裝滿離子化氣體的微管（microtubes），那允許電流通過，不過在 Illinois 大學 Urbana-Champaign 分校（UIUC）的物理學家正在開發他們稱之為「數位量子電池（digital quantum battery）」的東西，那使用數十億個體積更渺小的管狀物（奈米管）。
藉由移除微小管狀物當中的離子化氣體，這個 UIUC 團隊（由副教授 Alfred W. Hubler 領導），想利用這些強大電場來儲存電力。當氣體移除後，奈米管內的真空充作絕緣體以儲存電場。Hubler 教授表示，該裝置所儲存的電力為傳統電池二倍，而且它能在同一時間儲存數位資訊。
這種電池之所以稱為數位量子電池是因為它在量子尺度下運作，當帶負電的電子繞行原子內部帶正電的質子時，它會「陷住（trapping）」這個強大電場。該裝置利用最有效率的途徑來儲存能量，那位於原子間的鍵結。（汽油與煤油中的能量也以這種方式維持。）
該電池的逆偏壓奈米管（reverse-bias nanotubes）比電漿管更加強壯，而且它們包含很少或沒有包含氣體。Hubler 表示，這些管狀物將有 5 奈米長，而且得將數十億個封裝在一起，才能提供足夠電力給絕大多數的 15 V 電子裝置。
每根奈米管如快閃裝置般，可用來儲存 1 bit 的資訊（0 或 1，取決奈米管是否充電）。Hubler 表示，快閃裝置使用最少能量來儲存電荷，而 UIUC 裝置則以最大化可能能量總量為目標。
真空管的狀態可在不需要充、放電的情況下決定，因為 MOSFET 已插入管壁來偵測管內狀態。每根奈米管有能量閘極與資訊閘極，其排列類似快閃記憶體中的浮動閘極與控制閘極。這些閘極讓奈米管能用來儲存資訊與能量。
Hubler 為 UIUC 複雜系統研究中心主任。這項研究報告將發表在 Complexity 期刊，Hubler 教授為該期刊執行編輯。這項研究由 NSF 獎助金所支持。
※ 論文尚未發表，可參考下列檔案（PDF檔）。
http://netfiles.uiuc.edu/a-hubler/www/digitalquantumbatteries.pdf
＊ 數位量子電池將能量密度提升 10 倍
＊ 超冷水的冰點隨電壓改變
＊ 科學家打造「單原子電晶體」
＊ 由千億個電子自旋所構成的量子電腦
＊ 科學家創造第一款電子的量子處理器
＊ 新時空結構或能提供暗示給量子重力論
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