Лазерный кулер для электроники

28.01.2013

Группа физиков под руководством Цихуа Сюна (Qihua Xiong) из Технологического университета Наньян в Сингапуре разработала новую методику лазерного охлаждения, наблюдая за тем, как нанополоски из другого типа полупроводника, соединения серы и кадмия, реагировали на луч лазера.

Лазерные системы охлаждения широко используются в ядерной физике и в исследованиях квантовых свойств микромира. Особые лазерные ловушки и охладители позволяют достичь температур, близких к абсолютному нулю, что практически невозможно при использовании других методов охлаждения. Несмотря на высокую развитость этой технологии, ее так и не удалось адаптировать для работы с полупроводниковой электроникой на базе кремния и арсенида галлия. Как объясняют ученые, при облучении лазером атомы материи, на которую направлен прибор, поглощают фотоны его излучения. При некоторых условиях часть из этих фотонов испускается обратно с более высокой частотой, на что расходуется дополнительная энергия, извлекаемая из тепловых колебаний атомов. Благодаря этому облучение лазером охлаждает материю, а не нагревает ее. Данный эффект - так называемая антистоксовая люминесценция - широко используется в системах лазерного охлаждения атомов.

Сюн и его коллеги обнаружили, что антистоксовая люминесценция возникает в полосках из сульфида кадмия со специально подобранной толщиной и структурой. Пытаясь достичь максимального охлаждения, ученые перебрали несколько вариантов лазерных излучателей, пока не остановились на обычном зеленом лазере с длиной волны в 514 нм. По словам исследователей, зеленый лазер смог охладить закрученные в кольца полоски из сульфида кадмия на 40 градусов Цельсия при комнатной температуре. По мере понижения температуры материала и окружающей среды эффективность охлаждения постепенно снижается, пока она не достигает минимума при 93 градусах Цельсия ниже нуля.

Как отмечают исследователи, аналогичную методику охлаждения можно будет применять и для кремниевых микрочипов после проведения дополнительных исследований. Сюн и его коллеги полагают, что подобные лазерные "кулеры" можно будет встраивать в миниатюрные электронные приборы, благодаря небольшому расходу энергии и компактности современных лазеров.

<< Назад: Офтальмология для принтера 28.01.2013

>> Вперед: Реалистичный авиатренажер 27.01.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Оплата с помощью улыбки 09.09.2017 Платежная система Alipay и межународная сеть ресторанов общественного питания KFC запустили новый способ оплаты. Технология под названием Smile to Pay была разработана Ant Financial, дочерней компанией Alibaba Group. Чтобы оплатить заказ в терминале, покупателю достаточно улыбнуться в объектив; разработчики утверждают, что на сканирование лица (при помощи 3D-камеры) уходит около двух секунд, в это время специальный алгоритм проверяет личность человека (покупатель также должен ввести номер мобильного телефона, привязанный к кошельку Alipay). Бета-версия Smile to Pay была представлена в 2015 году Джеком Ма, основателем компании Alibaba. В Ant Financial отмечают, что соединили в разработке сложные алгоритмы и 3D-камеру; это позволяет предотвратить "биометрическое мошенничество". По словам разработчиков, алгоритм способен распознавать тени и другие детали окружения - это нужно для того, чтобы понять, является ли человек, производящий оплату, реальным (или мошенники используют фото или видео, чтобы обмануть платежную систему).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026