Posted in | Nanomaterials

De Wetenschappers Openbaren Microscopisch Mechanisme Achter Superinsulation

Published on December 12, 2009 at 8:06 PM

De Wetenschappers bij het Nationale Laboratorium van Argonne van het Ministerie van de V.S. van Energie hebben het microscopische mechanisme achter het fenomeen van superinsulation, de capaciteit van bepaalde materialen ontdekt om de stroom volledig te blokkeren van elektrische stroom bij lage temperaturen. De essentie van het mechanisme is wat de auteurs „meertrappige energieontspanning.“ noemden

Een elektronenmicroscopiebeeld van titaniumnitride, waarop het effect van superinsulation eerst werd waargenomen. Het Nationale Laboratorium van Argonne van de Hoffelijkheid.

Traditioneel, wordt de energiedissipatie die huidige stroom begeleidt bekeken nadelig, aangezien het elektriciteit in hitte omzet en zo in machtsverliezen resulteert. In series van tunnelverbindingen die de fundamentele de bouweenheden van moderne elektronika zijn, laat deze dissipatie de generatie van stroom toe.

Wetenschapper Valerii Vinokour van Argonne, samen met Russische wetenschappers Tatyana Baturina en Nikolai Chtchelkatchev, vond dat bij zeer lage temperaturen de energieoverdracht van het een tunnel graven van elektronen aan het thermische milieu in verscheidene stadia kan voorkomen.

„Eerst, verliezen de voorbijgaande elektronen rechtstreeks hun energie niet aan het hittebad; zij brengen hun energie naar elektron-gat plasma over, dat zij zelf produceren,“ bovengenoemde Vinokour. „Zet dit plasma „wolk“ Dan de verworven energie in de hitte om. Aldus, wordt de een tunnel gravende stroom gecontroleerd door de eigenschappen van deze elektron-gat wolk.“

Zolang de elektronen en de gaten in de plasmawolk zich kunnen vrij bewegen, kunnen zij als reservoir voor dienen energie-maar onder bepaalde temperaturen, worden de elektronen en de gaten verbindend in paren. Dit staat niet voor de overdracht van energie van het een tunnel graven van elektronen toe en belemmert de een tunnel gravende stroom, die het geleidingsvermogen van het volledige systeem verzendt naar nul.

„Het elektron-Gat plasma verdwijnt van het spel en de elektronen kunnen niet de energieuitwisseling produceren noodzakelijk voor het een tunnel graven,“ bovengenoemde Vinokour.

Omdat de huidige overdracht in dunne films en korrelige systemen die superinsulating gedrag zich tentoonstellen bij elektron het een tunnel graven baseert, verklaart de meertrappige ontspanning de oorsprong van superinsulators.

Superinsulation is het tegengestelde van supergeleiding; in plaats van een materiaal dat geen weerstandsvermogen heeft, heeft een superinsulator een dichtbijgelegen-oneindige weerstand. De Integratie van de twee materialen kan voor de verwezenlijking van een nieuwe klasse van quantum elektronische apparaten toestaan. Deze ontdekking kan één dag onderzoekers toestaan om super-sensitive sensoren en andere elektronische apparaten te creëren.

Een vroeger document op de ontdekking van superinsulation werd gepubliceerd in Aard op 3 April, 2008. Een document op het mechanisme achter superinsulation is gepubliceerd in de Fysieke Brieven van het Overzicht.

Last Update: 13. January 2012 10:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit