科学家取得电子学重大突破，成功研发出无废热开关装置，未来有望彻底改变手机、笔电乃至量子电脑的设计方式。图为量子计算机模型图。(ShutterStock)
【中国观察北京时间2025年09月12日讯】美国密歇根大学研究团队近日取得电子学领域重要进展，成功研发出新型'光激子开关'（optoexcitonic switch）。该技术突破传统电子元件发热限制，或将在未来彻底改变手机、笔记本电脑乃至量子计算机的设计方式。
这项成果于8月31日发表在《ACS Nano》期刊，标志着全球首次实现室温环境下运作的激子开关。其性能超越现有光子开关，具备在经典计算与量子运算领域应用的潜力。
传统电子元件依赖电荷流动传递信息，导致大量热能产生，这是笔记本电脑发烫及数据中心需要降温的主要原因。而新开发的开关则采用中性准粒子'激子'（exciton）传输信号。这种由激发电子与电洞结合形成的粒子虽带电但整体呈中性，能显著降低信号传输时的热能耗散。
密歇根大学研究员马提亚斯·弗洛里安（Matthias Florian）向《生活科学》解释：'电子元件发热源于储能与放能过程涉及电容器，这些过程必然产热。激子类似光子，作为中性粒子不会引发这种热效应。'
由于激子不带电无法用电场驱动，研究人员改用光波推动其沿一维脊状结构传输。激子在移动过程中颜色变化，使研究团队能够直观观测传输过程。共同作者麦基洛·奇拉（Mackillo Kira）指出：'当激、子沿脊线前进时，其颜色随之变化，让我们能清楚观察到实验成功。'
团队目标是开发室温运作的激子电路，彻底取代现有电子元件。这或将使电脑不再需要风扇散热，手机电池寿命显著延长。研究人员认为未来数十年内有望克服技术瓶颈，推动无废热、高效率的新一代电子装置问世。