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Los científicos de Argonne Descubra mecanismo microscópico Detrás superaislamiento

Published on January 11, 2010 at 6:25 PM

Los científicos en el Departamento de EE.UU. de Argonne Laboratorio Nacional han descubierto el mecanismo microscópico detrás del fenómeno de superaislamiento, la capacidad de ciertos materiales para bloquear completamente el flujo de corriente eléctrica a bajas temperaturas. La esencia del mecanismo es lo que los autores denominan "multi-fase de relajación de la energía."

Tradicionalmente, la disipación de energía que acompañan el flujo de corriente se ve como perjudicial, ya que transforma la electricidad en calor y por lo tanto se traduce en pérdidas de energía. En arreglos de uniones túnel que son las unidades de construcción básicos de la electrónica moderna, esta disipación permite la generación de corriente.

Argonne Valerii Vinokour científico, junto con el ruso Baturina científicos y Tatyana Chtchelkatchev Nikolai, encontró que a temperaturas muy bajas, la transferencia de energía de los electrones de un túnel para el ambiente térmico puede ocurrir en varias etapas.

"En primer lugar, los electrones que pasan a perder su energía, no directamente al baño de calor, sino que transfieren su energía al electrón-hueco de plasma, que ellos mismos generan", dijo Vinokour "Entonces" nube "de este plasma se transforma la energía adquirida en el calor.. Por lo tanto, hacer un túnel actual está controlado por las propiedades de esta nube de electrón-hueco. "

Mientras los electrones y huecos en la nube de plasma son capaces de moverse libremente, pueden servir como reservorio para la energía - pero las temperaturas por debajo de ciertos electrones y los huecos quedará obligado en parejas. Esto no permite la transferencia de energía de los electrones de un túnel e impide la corriente túnel, el envío de la conductividad de todo el sistema a cero.

"Electrón-hueco plasma desaparece del juego y los electrones no pueden generar el intercambio de energía necesaria para hacer un túnel", dijo Vinokour.

Debido a que la transferencia corriente en películas delgadas y sistemas granulares que presentan superinsulating comportamiento se basa en túnel del electrón, la relajación de varias etapas, explica el origen de la superinsulators.

Superaislamiento es lo contrario de la superconductividad, sino de un material que no tiene resistencia, un superinsulator tiene una resistencia casi infinita. La integración de los dos materiales pueden permitir la creación de una nueva clase de dispositivos electrónicos cuántica. Este descubrimiento podría algún día permitir a los investigadores para crear super-sensibles sensores y otros dispositivos electrónicos.

Last Update: 8. November 2011 14:56

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