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Gli Scienziati Rivelano il Meccanismo Microscopico Dietro Superinsulation

Published on December 12, 2009 at 8:06 PM

Gli Scienziati al Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Argonne Hanno scoperto il meccanismo microscopico dietro il fenomeno del superinsulation, la capacità di determinati materiali completamente di bloccare il flusso della corrente elettrica alle basse temperature. L'essenza del meccanismo è che cosa gli autori hanno definito “rilassamento a più stadi di energia.„

Un'immagine di microscopia elettronica del nitruro di titanio, su cui l'effetto del superinsulation in primo luogo è stato osservato. Laboratorio Nazionale di Argonne di Cortesia.

Tradizionalmente, la dissipazione di energia che accompagna il flusso corrente è osservata come svantaggiosa, poichè trasforma l'elettricità nel calore e così provoca le perdite di potenza. Nelle schiere delle giunzioni del tunnel che sono le unità di base del bene immobile di elettronica moderna, permessi di questa dissipazione la generazione di corrente.

Scienziato Valerii Vinokour di Argonne, con gli scienziati Russi Tatyana Baturina e Nikolai Chtchelkatchev, trovato che molto alle basse temperature il trasferimento di energia dagli elettroni di traforo nell'ambiente termico può accadere in parecchie fasi.

“In Primo Luogo, gli elettroni di passaggio perdono la loro energia non direttamente al bagno di calore; trasferiscono la loro energia al plasma del elettrone-foro, che generano stessi,„ Vinokour hanno detto. “Poi questo plasma “nuvola„ trasforma l'energia acquistata nel calore. Quindi, la corrente di traforo è gestita dai beni di questa nuvola del elettrone-foro.„

Finchè gli elettroni ed i fori nella nuvola del plasma possono muoversi liberamente, possono servire da bacino idrico per energia-ma sotto determinate temperature, gli elettroni ed i fori si trasformano in in limite nelle paia. Ciò non tiene conto il trasferimento dell'energia proveniente dagli elettroni di traforo e non impedisce la corrente di traforo, inviante la conducibilità di intero sistema a zero.

“il plasma del Elettrone-Foro scompare dalla cacciagione e gli elettroni non possono generare lo scambio di energia necessario per il traforo,„ Vinokour ha detto.

Poiché il trasferimento corrente in pellicole sottili e nei sistemi granulari che esibiscono il comportamento superinsulating conta sull'elettrone che scava una galleria, il rilassamento a più stadi spiega l'origine dei superinsulators.

Superinsulation è l'opposto della superconduttività; invece di un materiale che non ha resistività, un superinsulator ha una resistenza quasi-infinita. L'Integrazione dei due materiali può tenere conto la creazione di nuova classe di apparecchi elettronici di quantum. Questa scoperta può l'un giorno permettere che i ricercatori crino ai i sensori super sensibili ed altri apparecchi elettronici.

Un documento più in anticipo sulla scoperta del superinsulation è stato pubblicato in Natura il 3 aprile 2008. Un documento sul meccanismo dietro il superinsulation è stato pubblicato nelle Lettere Fisiche di Esame.

Last Update: 13. January 2012 09:55

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