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Posted in | Nanomaterials

Los Científicos Revelan el Mecanismo Microscópico Detrás de Superinsulation

Published on December 12, 2009 at 8:06 PM

Los Científicos en el Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio Nacional de Argonne de la Energía han descubierto el mecanismo microscópico detrás del fenómeno del superinsulation, la capacidad de ciertos materiales de cegar totalmente el flujo de la corriente eléctrica en las bajas temperaturas. La esencia del mecanismo es lo que llamaron los autores “relajación gradual de la energía.”

Una imagen de la microscopia electrónica del nitruro titanium, en la cual el efecto del superinsulation primero fue observado. Laboratorio Nacional de Argonne de la Cortesía.

Tradicionalmente, la disipación de energía que acompaña flujo actual se ve como desventajosa, pues transforma electricidad en calor y da lugar así a apagones. En matrices de las uniones del túnel que son las unidades básicas del edificio de la electrónica moderna, permisos de esta disipación la generación de corriente.

Científico Valerii Vinokour de Argonne, junto con los científicos Rusos Tatyana Baturina y Nikolai Chtchelkatchev, encontrado que en las temperaturas muy bajas la transferencia de energía de electrones el hacer un túnel al ambiente térmico puede ocurrir en varios escenarios.

“Primero, los electrones de paso pierden su energía no no directamente al baño de calor; transfieren su energía al plasma del electrón-agujero, que generan ellos mismos,” Vinokour dijeron. “Entonces esta plasma “nube” transforma la energía detectada en el calor. Así, la corriente el hacer un túnel es controlada por las propiedades de esta nube del electrón-agujero.”

Mientras los electrones y los agujeros en la nube del plasma puedan moverse libremente, pueden servir como depósito para energía-pero debajo de ciertas temperaturas, los electrones y los agujeros se convierten en salto en pares. Esto no permite la transferencia de la energía de electrones el hacer un túnel y no impide la corriente el hacer un túnel, enviando la conductividad del sistema entero a cero.

la “plasma del Electrón-Agujero desaparece del juego y los electrones no pueden generar el intercambio de la energía necesario para hacer un túnel,” Vinokour dijo.

Porque la transferencia actual en las películas finas y los sistemas granulares que exhiben comportamiento superinsulating confía en el electrón que hace un túnel, la relajación gradual explica el origen de los superinsulators.

Superinsulation es el contrario de la superconductividad; en vez de un material que no tenga ninguna resistencia, un superinsulator tiene una resistencia cercano-infinita. La Integración de los dos materiales puede permitir la creación de una nueva clase de los dispositivos electrónicos del quantum. Este descubrimiento puede un día permitir que los investigadores creen los sensores supersensibles y otros dispositivos electrónicos.

Un documento anterior sobre el descubrimiento del superinsulation fue publicado en Naturaleza el 3 de abril de 2008. Un documento sobre el mecanismo detrás del superinsulation se ha publicado en Cartas Físicas de la Revista.

Last Update: 13. January 2012 08:43

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