無偏二極體

2004年《光明日報》報導：中國科學院生物物理研究所研究員徐業林發明的‘無偏二極體’,陸續獲得了俄、英、美、中四國的發明專利·.....在不需要外加電能、化學能、太陽能等能量的條件下，只要環境溫度高於負273℃,該器件就能奇蹟般地輸出直流電流……這將是一種取之不盡、完全沒有污染的新型能源。”

基本介紹

• 中文名：無偏二極體
• 外文名：Nonbias Diode

徐林業與無偏二極體

一位院士指出光明日報《無偏二極體有望開闢新的能源出路》一文中所提二極體，是違背能量守恆定律、在科學上不可能出現的“永動機”。另一位學者在某報上發文，也認為無偏二極體是違背熱力學第二定律的第二類永動機。這種類比，在科學上不能成立。

無偏二極體的基本原理

攻讀現代物理學出身的徐業林研究員，在經歷數十年的科學探索中，製成的“無偏二極體”是一種非常巧妙的微電子器件。它將兩塊金屬片，一塊為很平的鉻層，另一塊為有著很多小坑的鉻層，中間夾著半導體的矽層。它是利用環境溫度，將半導體中導電電子無序的熱運動，轉化成有序的電流。無偏二極體與負載電阻構成一個迴路，迴路中有一開關，平時總是斷開的，即與環境溫度是相通的、相等的。如果將它關閉，無偏二極體的溫度即行下降。可見，無偏二極體是通過環境溫度對二極體本身溫度下降的補償，利用巧妙的微電子結構而不斷運作的。

無偏二極體的示意圖：

無偏二極體圖示

無偏二極體是一項自主創新的重大發現

徐業林研究員發明的無偏二極體不僅有環境溫度的外源，而且他通過無偏二極體此種特定的微電子器件的設計，為微觀粒子的熱運動造成一個不對稱環境，使得半導體中導電電子的無序熱運動轉化成有序的電流。徐業林研究員依據他的實驗，進而在理論上提出了：“在一個微觀粒子不對稱熱運動效應可以忽略不計的孤立系統中，熵趨於增大；在一個微觀粒子不對稱熱運動效應不可忽略不計的孤立系統中，熵趨於減少。”

這就是說，無偏二極體在理論上實現了重大的突破：（1）熱二律否定的永動機，是指“熱機中的工作物質經過一循環回到原來的狀態，其內能不變”（克勞修斯表述）。而無偏二極體通過微觀粒子熱運動的不對稱環境，開發了巨觀熱運動的內能，使得巨觀熱運動無序的內能，轉變為有序的能量，為“麥克斯韋妖”找到了一種機制，實現了從無序到有序的突破。（2）熱二律的開爾文表述：“不可能從單一熱源取熱，使之完全變為有用的功而不產生其他影響”。而無偏二極體通過它非常巧妙的特定設計的微電子環境，卻從大氣巨觀環境溫度中，開發了“單一熱源”的能源。如果將這種“有源循環器”也要說成“永動機”的話，那么水力發電、風力發電、動植物生長繁殖，豈非全都成了“永動機”！

反對者意見

無偏二極體只是一種勢能電池

無偏二極體不是永動機，也沒有商業價值

作者：正和

一年多以前我在三思論壇上分析過無偏二極體的原理，最近又見到無偏二極

管申請大筆國家項目經費，實在心疼納稅人的錢，所以想藉助一下新語絲這個受

眾廣泛的平台發表拙見以正視聽。

無偏二極體的基本結構是：兩個同種金屬板（一塊光滑一塊粗糙，徐業林將

粗糙稱為“小井”）夾一層半導體膜，這種結構確實能產生微弱的電流，徐業林

將產生電流的機制解釋為二極體從單一熱源吸取熱能轉化成電能，典型的第二類

永動機。產生電流沒錯，錯的是徐的解釋。徐的論文連篇累牘地論證從單一熱源

吸熱做功是如何地不違反第二定律（其實是被他篡改的第二定律）。可憐徐受了

這么多年的專業教育，竟然不能對永動機免疫，悲乎；或者他心明如鏡，就是要

騙取經濟利益，無恥！

由於粗糙金屬板相對於光滑金屬板有較高的表面勢能，這是電流得以產生的

真正基礎，即無偏二極體是一種“勢能電池”。由於粗糙金屬板表面勢能高，使

其電子具有向光滑金屬板轉移以降低體系勢能的傾向。如果接通外部迴路，則電

子通過外部電路轉移形成電流。由於粗糙金屬板對外部電路提供電子，故成為電

池的負極。電子流出後，粗糙電極帶正電荷，能釋放金屬陽離子並透過夾層擴散

到光滑電極，並在那裡與電子複合，形成電池內部迴路。電池工作的結果是粗糙

電極通過將表層金屬物質轉移到光滑電極，粗糙度逐漸減小，表面勢能降低，電

池所提供的能量正是來源於表面勢能的消耗。由此“勢能電池”原理，可以作出

如下推斷

1、粗糙電極的粗糙度越高（即“小井”越細越密集），表面勢能越高，電

流越大；

2、半導體夾層越薄（以不短路為前提），電極金屬陽離子跨極擴散越容易，

電池內阻越小，電流越大；

3、半導體夾層攙雜後，可顯著提高金屬陽離子擴散能力，電流顯著增大，

但電池壽命也顯著降低；

4、溫度升高，擴散能力增強，電流增強。

徐的論文驗證了1、3兩條，尤其給出，半導體層攙雜後，電流增大上千倍，

但壽命則縮短同樣數量級。徐對電池壽命縮短的解釋是攙雜不均勻造成的，因為

按他闡釋的工作原理，壽命原則上是無限的；而按“勢能電池”工作原理，該電

池的安時數是有限的，放電越快壽命自然越短。實驗完全符合我分析的原理。

第2條徐的實驗條件不夠，第4條不知他為什麼沒有去研究。

另外，網上有人在無偏二極體輸出電流的事實面前，認為其原理是從空間中

提取電磁波能量（兩個電極對空間電磁波的反射率不同），我認為那肯定是錯誤

的。次要的證據是徐將電池放在鐵盒中做了電磁禁止，即使鐵盒禁止不完全，但

空間電磁波的波長比“小井”的尺寸高出許多個數量級，不會對反射率造成影響；

主要證據則仍是“半導體夾層攙雜導致電流暴增且壽命暴減”這個關鍵實驗結果，

勢能電池原理能對其做出完美解釋。

用上述勢能電池原理，我還預言過一大堆“勢能電池”。比如，用兩根一樣

的鋼製彈簧，其中一根處於自由態，另一根處於壓縮態，放入硫酸亞鐵溶液中做

為電極，就能構成一種勢能電池。將粗銅棒和細銅絲作為電極放入硫酸銅溶液中，

也能構成勢能電池。用兩個一樣的鐵塊作為電極放入硫酸亞鐵溶液中作為電極，

置於非均勻磁場中，鐵塊在磁場中的勢能就能以電能形勢釋放（這種磁勢能電池，

被重慶一位自封為“場電源之父”的劉武青做出來且命名為“場電源”，也申請

了專利）；甚至還有重力勢能電池——在豎立的長玻管的兩端用同種金屬做電極，

玻管內充滿含電極金屬離子的溶液。

勢能電池的原理決定了它的能量/體重比很低，比化學電池低幾個數量級，

不論花多少錢去改進都是沒有結果的。我不否認無偏二極體的存在，但堅決反對

用納稅人的錢來做產業化研究。

不同的是，劉武青是用自己的錢鼓搗，而徐則是專業研究人員身份浪費納稅

人的錢，劉無聊而徐無恥。

支持者意見

第四類永動機理論認為8個電子結構具有捕獲效應，改變了微觀機率取向——在PN結兩端形成了一個勢能（反作用力），與這個勢能平衡的對應勢能（作用力）其實是個虛勢——電子捕獲勢能——按照熱力學第二定律，摻雜PN結電子本不該形成8個電子結構，是因為電子偶然形成8個電子結構的電子被鎖住了，這種偶然和鎖住相當於捕獲，改變了機率取向，這個過程的發生是要消耗內能的，從而形成第四類永動機制。當PN節未形成環流時，兩個勢能效果相互抑制，相互依存；一旦PN節形成閉環，電勢由於導通而被化解，捕獲勢能卻仍然存在，所以形成源源不斷的電流，而不斷從空氣吸熱。

第四類永動機理論或會讓科學界重新審視徐老前輩的無偏二極體，亦未其它永動機方案探索開闢了新思路。人們不必對徐老太苛刻。

幻想族長支持徐老

我的研究和徐老是異曲同工，徐老的無偏二極體其實是一種熱力電池，它和太陽能電池都是一種相對性的電子永動機，因此它並不違背熱二定律。只不過和太陽能電池需要光照一樣，它也需要熱力補償，只可惜徐老沒能給它加注熱力，因而在現有地球地表自然環境中，它也就僅能顯示其固有電勢了。

因此，我們需要把徐老的無偏二極體稍稍改進一下，使其能夠自動大幅置換空氣中的溫度能，進而也可將其放置在太空中，利用光照時的巨大溫差，直接將熱能轉換成電能，大幅提高能量轉換效率。