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Wissenschaftler Decken Mikroskopische Vorrichtung Hinter Superinsulation auf

Published on December 12, 2009 at 8:06 PM

Wissenschaftler an der US-Abteilung von das Argonne-Nationalem Laboratorium der Energie haben die mikroskopische Vorrichtung hinter dem Phänomen von superinsulation entdeckt, die Fähigkeit von bestimmten Materialien, den Fluss des elektrischen Stroms bei den niedrigen Temperaturen vollständig zu blockieren. Das Wesentliche der Vorrichtung ist, was die Autoren bezeichneten „als Mehrstufenenergieentspannung.“

Ein Elektronenmikroskopiebild des Titannitrids, auf dem der Effekt von superinsulation zuerst beobachtet wurde. Höflichkeit Argonne-Nationales Laboratorium.

Traditionsgemäß wird die Energiedissipation, die Stromstärke begleitet, angesehen, wie nachteilig, da sie Strom in Wärme umwandelt und folglich Leistungsabfälle ergibt. In den Reihen Tunnelkreuzungen, die die grundlegenden Bauelemente der modernen Elektronik sind, Erlaubnis dieser Ableitung die Stromerzeugung.

Argonne-Wissenschaftler Valerii Vinokour, zusammen mit Russischen Wissenschaftlern Tatyana Baturina und Nikolai Chtchelkatchev, gefunden, dass bei den sehr niedrigen Temperaturen die Energieübertragung möglicherweise von den Tunnelbauelektronen auf die thermische Umgebung in einigen Stufen auftritt.

„Zuerst, verlieren die passierenden Elektronen ihre Energie nicht direkt zum Wärmebad; sie übertragen ihre Energie auf Elektronloch Plasma, das sie selbst erzeugen,“ Vinokour sagten. „Dann wandelt dieses Plasma „Wolke“ die erworbene Energie in die Wärme um. So wird Tunnelbaustrom gesteuert durch die Eigenschaften dieser Elektronloch Wolke.“

Solange die Elektronen und die Löcher in der Plasmawolke in der Lage sind, sich frei zu bewegen, können sie als Hydrauliktank für dienen, Energie-aber unterhalb bestimmter Temperaturen, werden Elektronen und Löcher Grenze in Paare. Dieses lässt nicht die Übertragung von Energie von den Tunnelbauelektronen zu und behindert den Tunnelbaustrom und schickt die Leitfähigkeit der gesamten Anlage bis null.

„Elektron-Loch Plasma verschwindet vom Spiel und Elektronen können den Energieaustausch nicht erzeugen, der für den Tunnelbau notwendig ist,“ sagte Vinokour.

Weil die aktuelle Übertragung in Dünnfilme und in granulierte Anlagen, die superinsulating Verhalten aufweisen, auf dem einen Tunnel anlegenden Elektron beruht, erklärt das Mehrstufenentspannung den Ursprung der superinsulators.

Superinsulation ist das Gegenteil der Supraleitfähigkeit; anstelle eines Materials, das keine Widerstandskraft hat, hat ein superinsulator einen fast-unbegrenzten Widerstand. Integration der zwei Materialien lässt möglicherweise die Schaffung einer neuen Klasse Quantumselektronische geräte zu. Diese Entdeckung ein Tag erlaubt möglicherweise Forschern, super-empfindliche Fühler und andere elektronische Geräte zu erstellen.

Ein verfrüht zugeführteres Papier auf der Entdeckung von superinsulation wurde in der Natur Gerät veröffentlicht. Ein Papier auf der Vorrichtung hinter superinsulation ist in den Körperlichen Zusammenfassungs-Schreiben veröffentlicht worden.

Last Update: 13. January 2012 10:34

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