加州大學洛杉磯分校的一組研究人員推出了第一個穩定的全固態熱晶體管，它使用電場來控制半導體裝置的熱運動。據介紹，此電晶體具有很高的速度和性能，可透過原子級設計和分子工程開闢電腦晶片熱管理的新領域，這項進展還可以進一步了解人體如何調節熱量。

研究人員表示，精確控制熱量如何流經材料一直是物理學家和工程師長期以來的一個卻難以實現的夢想，這種新的設計原理朝這個方向邁出了一大步，因為它通過電場的開關來管理熱運動，就像幾十年來電子電晶體的做法一樣。

電子電晶體是現代資訊技術的基礎建構模組，它們最初由貝爾實驗室在20世紀40年代開發，具有三個電極——閘極、源極和汲極，當透過閘極施加電場時，它會調節電流（以電子形式）如何通過晶片，這些半導體裝置可以放大或切換電訊號和功率。

但隨著多年來電晶體尺寸不斷縮小，一塊晶片上可以安裝數十億個電晶體，導致電子運動產生更多熱量，從而影響晶片性能。傳統的散熱器被動地將熱量從熱點處吸走，但尋找更動態的控制來主動調節熱量仍然是一個挑戰。

新型熱晶體管具有場效應（透過施加外部電場來調製材料的熱導率）和全固態（無移動部件），具有高性能並與半導體積體電路相容製造製程。

該團隊的設計結合了原子界面上電荷動力學的場效應，從而可以使用可忽略不計的功率來連續切換和放大熱通量，從而實現高性能。

加州大學洛杉磯分校團隊展示了電門控熱晶體管，該晶體管實現了創紀錄的高性能，開關速度超過1兆赫茲，即每秒100萬個週期。它們還提供1300%的熱導可調性以及超過100萬次開關週期的可靠性能。

此外，研究人員表示，這個概念還提供了一種理解人體熱量管理的新方法。