Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Argonne επιστήμονες Ανακαλύψτε Μικροσκοπική μηχανισμό πίσω από Superinsulation

Published on January 11, 2010 at 6:25 PM

Επιστήμονες στο Υπουργείο Εξωτερικών των ΗΠΑ Argonne National Laboratory της Ενέργειας έχουν ανακαλύψει το μικροσκοπικό μηχανισμό πίσω από το φαινόμενο της superinsulation, την ικανότητα ορισμένων υλικών να εμποδίσει εντελώς τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η ουσία του μηχανισμού είναι αυτό που οι συγγραφείς που ονομάζεται "πολλαπλών σταδίων χαλάρωσης ενέργειας."

Παραδοσιακά, η διάχυση της ενέργειας που συνοδεύουν την τρέχουσα ροή θεωρείται ως ασύμφορη, δεδομένου ότι αλλάζουν ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα και κατά συνέπεια οδηγεί σε απώλειες ισχύος. Σε συστοιχίες των κόμβων σήραγγας που αποτελούν τις βασικές μονάδες ναυπήγησης σύγχρονων ηλεκτρονικών ειδών, η διάχυση επιτρέπει την παραγωγή ρεύματος.

Argonne επιστήμονας Valerii Vinokour, μαζί με τους Ρώσους επιστήμονες Τατιάνα Baturina και Νικολάι Chtchelkatchev, διαπίστωσε ότι σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες η μεταφορά ενέργειας από την διάνοιξη σηράγγων ηλεκτρόνια προς το θερμικό περιβάλλον μπορεί να συμβεί σε διάφορα στάδια.

"Πρώτον, το πέρασμα ηλεκτρόνια χάνουν την ενέργεια τους δεν είναι άμεσα στο λουτρό θερμότητας? Μεταφέρουν την ενέργειά τους να ηλεκτρονίων-τρύπα στο πλάσμα, που οι ίδιοι παράγουν," Vinokour είπε: «Στη συνέχεια,« σύννεφο »αυτό το πλάσμα, μετατρέπει το απέκτησε ενέργεια σε θερμότητα.. Έτσι, ρεύματος σήραγγας ελέγχεται από τις ιδιότητες αυτής της ηλεκτρονίων-οπών σύννεφο. "

Όσο τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες στο σύννεφο πλάσματος είναι σε θέση να κινούνται ελεύθερα, μπορούν να χρησιμεύσουν ως δεξαμενή για την ενέργεια - αλλά και να γίνει κάτω από ορισμένες θερμοκρασίες, τα ηλεκτρόνια και οπές δεσμεύονται σε ζευγάρια. Αυτό δεν επιτρέπει τη μεταφορά της ενέργειας από σηράγγων ηλεκτρόνια και παρεμποδίζει την διάνοιξη σηράγγων ρεύμα, στέλνοντας την αγωγιμότητα του όλου συστήματος στο μηδέν.

"Electron-τρύπα στο πλάσμα εξαφανίζεται από το παιχνίδι και τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να δημιουργήσουν την ανταλλαγή ενέργειας απαραίτητες για τη σήραγγα," Vinokour είπε.

Επειδή η τρέχουσα μεταβίβαση σε λεπτά υμένια και κοκκώδη συστήματα που παρουσιάζουν superinsulating συμπεριφορά βασίζεται στην ηλεκτρονίων διάνοιξης σηράγγων, η χαλάρωση πολυσταδιακής εξηγεί την προέλευση του superinsulators.

Superinsulation είναι το αντίθετο της υπεραγωγιμότητας? Αντί για ένα υλικό που δεν έχει καμία αντίσταση, ένας superinsulator έχει μια σχεδόν άπειρη αντίσταση. Ένταξη των δύο υλικών μπορεί να επιτρέψει τη δημιουργία μιας νέας τάξης κβαντικών ηλεκτρονικών συσκευών. Η ανακάλυψη αυτή μπορεί μια μέρα να επιτρέψει στους ερευνητές να δημιουργήσουν εξαιρετικά ευαίσθητα αισθητήρες και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.

Last Update: 13. October 2011 00:50

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