Взаимодействие электронов с фононами ведет к перегреву телефона

24.10.2016

Исследователи Массачусетского технологического института (США) изучили взаимодействия между частицами в современных мобильных цифровых устройствах - телефонах, планшетах, переносных компьютерах и т.д. Они установили, что взаимодействие электронов с тепловыми частицами, называемыми фононами, может приводить к выделению большого количества тепла, а подчас - к перегреву.

В своих экспериментах ученые использовали точно синхронизированные лазерные импульсы для измерения взаимодействия между электронами и фононами в очень тонкой кремниевой пластине. Исследователи обнаружили, что по мере того как концентрация электронов в кремнии увеличивается, они начинают разрушать фононы и тем самым снижают их способность рассеивать тепло. "Если фононы рассеиваются электронами, они становятся не так хороши для выведения тепла. Это создает проблему, которую мы должны решить, так как чипы становятся все меньше", - сказал Ляо.

С другой стороны, ученые говорят, что этот же эффект может принести пользу при конструировании термоэлектрических генераторов, которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию. В таких устройствах процесс рассеивания фононов может существенно снизить потери тепла, значительно повысив их эффективность.

Интересно, что исследователи впервые начали наблюдать этот эффект в кремнии, который имел концентрацию электронов 1019 ед. на кубический сантиметр - этот показатель сопоставим или даже ниже, чем в некоторых современных транзисторах.

"В нашем исследовании мы показываем, что это будет действительно серьезная проблема, когда масштаб схем становится меньше. Даже сейчас, когда размер транзисторов составляет несколько нанометров, этот эффект начнет появляться, и мы действительно должны серьезно рассмотреть его, и думать о том, как его использовать или, наоборот, избегать в реальных устройствах", - отметили ученые.

<< Назад: Новая архитектура Fujitsu ускорит ПК в 10 000 раз 24.10.2016

>> Вперед: Цифровой щуп-мультиметр с Bluetooth и NFC 23.10.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Узоры пальцев, погруженных в воду 25.05.2025 Феномен сморщивания кожи на пальцах после длительного пребывания в воде знаком каждому с детства. Многие полагали, что кожа просто набухает из-за поглощения влаги. Однако современные исследования показывают, что причина этого явления лежит глубже и связана с физиологическими процессами в организме. Ученые все чаще обращают внимание на роль нервной системы и кровеносных сосудов в формировании характерных узоров на коже пальцев. Доцент Университета Бингемтона Гай Герман провел серию экспериментов, которые опровергли устоявшуюся гипотезу о простом разбухании кожи. По его данным, сморщивание возникает вследствие сужения кровеносных сосудов, контролируемого нервной системой. Это приводит к сокращению тканей кожи, из-за чего образуются узнаваемые гребни и петли. Более того, ученые выяснили, что эти узоры повторяются с удивительной стабильностью при каждом новом погружении. В своих экспериментах исследователи фиксировали морщины на пальцах с помощью фотосъемки, подтверждая, что рисунок кожных складок сохраняется неизменным. Такой постоянный "отпечаток" кожи уникален для каждого человека, что открывает новые перспективы для применения этой особенности в биометрии и криминалистике. Возможность использовать сморщивание пальцев как дополнительный метод идентификации пока еще изучается, но уже вызывает большой интерес. Особое внимание команда Германа уделила роли нервной системы в процессе сморщивания. Они обнаружили, что у людей с повреждением срединного нерва, который отвечает за автономную иннервацию кисти, характерные морщины на пальцах после погружения в воду не появляются. Это открытие стало неожиданным и подчеркнуло важность нервных механизмов в регуляции данного феномена. Как вспоминает сам Герман: "Мы проверили студента с травмой нерва - морщин не было!" Этот простой, на первый взгляд, вопрос детской любознательности вдохновил ученых на глубокое изучение механизма сморщивания кожи. Гай Герман отмечает, что исследование открыло "новую и захватывающую науку", сравнивая свои ощущения с радостью ребенка в кондитерской. Такой подход демонстрирует, как мелкие наблюдения могут привести к важным открытиям с широкими практическими возможностями. В дальнейшем ученые планируют изучить, как на процесс сморщивания влияют различные физиологические состояния организма. Понимание этих механизмов может открыть новые пути для диагностики заболеваний, а также улучшить методы безопасности и идентификации личности. Таким образом, обыденное явление приобретает значение не только в научном, но и в прикладном плане. Сморщивание кожи на пальцах - это не просто реакция на воду, а сложный биологический процесс, связанный с нервной системой и кровообращением. Новые открытия в этой области не только меняют наши представления о физиологии, но и открывают перспективы для инноваций в медицине и безопасности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026