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Posted in | Nanomaterials

Les Scientifiques Indiquent le Mécanisme Microscopique Derrière Superinsulation

Published on December 12, 2009 at 8:06 PM

Les Scientifiques au Ministère De L'énergie des États-Unis le Laboratoire National d'Argonne Ont découvert le mécanisme microscopique derrière le phénomène du superinsulation, la capacité de certains matériaux de bloquer complet le flux du courant électrique à de basses températures. Est l'essence du mécanisme ce que les auteurs ont nommé « relaxation à plusieurs étages d'énergie. »

Une image de microscopie électronique de la nitrure titanique, sur laquelle on a observé la première fois l'effet du superinsulation. Laboratoire National d'Argonne d'Accueil.

Traditionnellement, la dispersion d'énergie accompagnant le flux actuel est visualisée comme désavantageuse, car elle transforme l'électricité en chaleur et a ainsi comme conséquence des pertes d'alimentation électrique. Dans les choix de jonctions de tunnel qui sont les ensembles de base de bâtiment de l'électronique moderne, laisux de cette dispersion le rétablissement du courant.

Scientifique d'Argonne Valerii Vinokour, avec les scientifiques Russes Tatyana Baturina et Nikolai Chtchelkatchev, constaté qu'aux températures très basses le transfert d'énergie des électrons de perçage d'un tunnel à l'environnement thermique peut se produire dans plusieurs stades.

« D'abord, les électrons réussissants détruisent leur énergie pas directement au bain de chaleur ; ils transfèrent leur énergie au plasma d'électron-trou, du lequel ils produisent eux-mêmes, » Vinokour ont dit. « Alors ce plasma « nuage » transforme l'énergie saisie en chaleur. Ainsi, le courant de perçage d'un tunnel est réglé par les propriétés de ce nuage d'électron-trou. »

Tant que les électrons et les trous dans le nuage de plasma peuvent se bouger librement, ils peuvent servir de réservoir à énergie-mais ci-dessous certaines températures, les électrons et les trous deviennent limite dans des paires. Ceci ne tient pas compte du transfert de l'énergie à partir des électrons de perçage d'un tunnel et n'entrave pas le courant de perçage d'un tunnel, envoyant la conductivité du système entier à zéro.

le « plasma d'Électron-Trou disparaît du jeu et les électrons ne peuvent pas produire de l'échange d'énergie nécessaire pour percer un tunnel, » Vinokour a dit.

Puisque le transfert courant dans les films minces et des systèmes granulaires qui montrent le comportement superinsulating se fonde sur l'électron perçant un tunnel, la relaxation à plusieurs étages explique l'origine des superinsulators.

Superinsulation est l'opposé de la supraconductivité ; au lieu d'un matériau qui n'a aucune résistivité, un superinsulator a une résistance proche-infinie. L'Intégration des deux matériaux peut tenir compte de la création d'une classe neuve des appareils électroniques de tranche de temps. Cette découverte peut un jour permettre à des chercheurs de produire les senseurs superbe-sensibles et d'autres appareils électroniques.

Un papier en avance sur la découverte du superinsulation a été publié en Nature le 3 avril 2008. Un document sur le mécanisme derrière le superinsulation a été publié dans les Lettres Matérielles de Révision.

Last Update: 13. January 2012 10:32

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