【導(dǎo)讀】熱力學(xué)定律讓我們知道元件的效率無論如何都不能達(dá)到100%，然而很多廣告或者文章中都提到，效率能夠?qū)崿F(xiàn)100%甚至以上，我寧愿相信是口誤。效率能接近100%有可能是真的，但是要達(dá)到甚至超過，可信度太低。那么這種說法到底是口誤還是真相？
當(dāng)我最近看到某篇媒體報(bào)導(dǎo)的標(biāo)題是“8,000%效率的 LED 實(shí)現(xiàn)超低功率資料傳輸”時(shí)，簡直是嚇得目瞪口呆；比100%高一點(diǎn)也就算了，但8,000%實(shí)在是吹牛到離譜。我本來猜想那有可能是筆誤，本來大概是寫80%，只是編輯手抖了一下多按了兩個(gè)0…但事實(shí)證明，標(biāo)題沒有寫錯(cuò)。
效率的改善取決于你如何以及在何處量測輸入與輸出功率，再加上LED本身與量子機(jī)構(gòu)的微妙之處；上述報(bào)導(dǎo)的開頭是這樣寫的：“特定的LED在加熱且以非常低功率運(yùn)作時(shí)，會(huì)展現(xiàn)超過100%的電-光功率轉(zhuǎn)換效率；這種效應(yīng)來自于LED抽汲的熱電…其設(shè)定為以3 x 10-3的位元錯(cuò)誤率，每秒傳輸3kbit，每位元能源耗量僅40 fJ。”
簡單來說，該LED會(huì)預(yù)先汲取熱能，然后該能量會(huì)透過光學(xué)資料位元進(jìn)行分配，同時(shí)LED本身不需要消耗額外的相應(yīng)功率──這種效應(yīng)有很多名稱，例如電致發(fā)光(electro-luminescent)、EL致冷、電致發(fā)光致冷(electroluminescent refrigeration)、熱光子致冷(thermophotonic cooling)以及光熱致冷(optothermionic refrigeration)。
對于其運(yùn)作原理我了解不多，包括一種高度特制化的銻砷化銦鎵/銻化鎵(GaInAsSb/GaSb)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)LED；根據(jù)報(bào)導(dǎo)，這種結(jié)構(gòu)在LED光電轉(zhuǎn)換效率8000 ±1700%下，能偵測7.66 ±1.6 pW的光功率。我理解這意味著該效率參數(shù)會(huì)有高于20%一點(diǎn)點(diǎn)的容限，其好壞見仁見智。
功率量測──特別是與超低功率光學(xué)元件而非電子元件相關(guān)的──非常不容易實(shí)作且其一致性是非常善變的；在那些低功率元件的每個(gè)光子沒有太多凈空高度或距離。而對于這種元件我總是有幾個(gè)很嚴(yán)肅合理的問題：你如何能自信地量測這么低的能量與功率？
你怎么知道你量測的是你實(shí)際上要量測到的、而不是因?yàn)橐粠樵付鵁o意之間被扭曲的人造數(shù)字？而你又是怎么驗(yàn)證校準(zhǔn)你的量測儀器之可信度？如果你曾經(jīng)從事超級(jí)敏感的電氣或光學(xué)功率量測，你用什么步驟來根據(jù)溫度變化等因素設(shè)定并補(bǔ)償你的量測儀器？
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