手機到資料中心，電子設備都是臭名昭著的耗能大戶。一種解決方案是直接利用它們的熱量，創造一種片上能量收集技術。問題是，少數幾種能做到這一點的材料都無法與半導體製造廠的現有技術相容。現在，來自歐洲各地的研究人員創造了一種鍺錫合金，將電腦處理器的廢熱重新轉化為電能。

歐洲的一項研究合作創造了一種新的矽、鍺和錫合金，可以將電腦處理器產生的廢熱重新轉化為電能。這是片上能量收集材料開發領域的重大突破，它將帶來更節能、更永續的電子設備。從根本上說，透過在鍺中添加錫，這種材料的熱導率大大降低，同時仍能保持其電氣特性，使其成為熱電應用的理想材料。

這些研究人員分別來自德國尤利希研究中心、萊布尼茨高性能微電子研究所、義大利比薩大學、波隆那大學和英國利茲大學。他們的研究成果登上了科學期刊《ACS 應用能源材料》的封面。

研究人員試圖解決電子設備能耗不斷增加的問題，因為大部分的能耗都以熱量形式散失到環境中。在歐洲，IT 基礎設施和設備每年浪費的低溫熱量約為1.2 百萬兆焦耳，大致相當於奧地利或羅馬尼亞的能源消耗量。

解決的辦法似乎是直接利用這些設備的低溫熱量（即低於80°C 的溫度）來製造電腦處理器。問題是，能將熱能轉換為電能的材料非常少，而且沒有一種材料能與半導體製造廠的現有技術相容。

研究人員創造的新型半導體合金由元素週期表第四主族中的所有元素組成，因此可以輕鬆整合到晶片生產的CMOS 製程中。透過將這些合金整合到矽基電腦晶片中，就可以利用運作過程中產生的廢熱，並將其轉換為電能。

尤利希研究中心研究小組組長Dan Buca 博士解釋說：”在鍺中添加錫可以顯著降低材料的熱導率，同時保持其電氣性能，這是熱電應用的理想組合。”

這項研究還可以提高設備的性能。透過利用第四族元素的合金特性，應用領域擴展到熱電、光子和自旋電子學。這是因為每種技術都具有獨特的功能：熱電技術用於能量收集，光子學技術用於光基資料傳輸，自旋電子學技術用於磁基資訊處理，在同一晶片上實現這些技術的單晶片整合一直是矽基技術雄心勃勃的長期目標。

例如，與傳統的電子互連技術相比，光子元件可以實現更快的資料傳輸和更低的功耗。此外，透過在單一晶片上整合多種功能，而不是每種技術都需要單獨的晶片，可以開發出更緊湊的設備。