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アルゴンヌ国立研究所の科学者たちは、超断熱ビハインド微視的機構を発見

Published on January 11, 2010 at 6:25 PM

の科学者たちのエネルギーのアルゴンヌ国立研究所米国エネルギー省は、超断熱の現象の背後にある微視的なメカニズム、完全に低温で電流の流れを阻止するために、特定の材料の能力を発見した。機構の本質は、著者が呼ぶものである"多段階のエネルギー緩和。"

それは電力損失が大きくなりますので、熱に電気を変換して伝統的に、電流の流れに伴うエネルギー消費は、不利と見られている。現代のエレクトロニクスの基本構成単位であるトンネル接合のアレイでは、この消費電力は電流の発生を許可します。

ロシアの科学者タチアナBaturinaとニコライChtchelkatchevとともに、アルゴンヌ国立研究所の科学者ワレリーVinokourは、、非常に低い温度での熱環境へのトンネル電子のエネルギー伝達は、いくつかの段階で発生する可能性があることがわかった。

"まず、通過する電子は、直接ではなく熱浴に彼らのエネルギーを失う、彼らは自分自身を生成する電子 - 正孔プラズマにエネルギーを転送する、"Vinokourは言った、"次に、このプラズマ"クラウド"は熱に取得したエネルギーを変換する。。従って、トンネル電流は、この電子 - 正孔雲のプロパティによって制御されます。"

長いようなプラズマ雲内の電子と正孔が自由に移動することができるように、彼らはエネルギーの貯蔵庫としてできる - ただし、以下の一定の温度、電子と正孔がペアにバインドになる。これは、トンネル電子のエネルギーの伝達を可能にし、ゼロにシステム全体の導電率を送信する、トンネル電流を妨げていません。

"電子 - 正孔プラズマはゲームから消えると電子がトンネリングするために必要なエネルギーの交換を生成することができない、"Vinokourは言った。

薄膜とsuperinsulatingの動作を示す粒状のシステムの現在の転送がトンネル電子に依存するため、多段の緩和はsuperinsulatorsの起源を説明。

超断熱は、超伝導の逆になっています。代わりにも抵抗がない素材で、superinsulatorは無限に近い抵抗を持っています。 2つの材料の統合は、量子電子デバイスの新しいクラスの作成を可能にすることがあります。この発見は、一日研究者が超高感度センサーやその他の電子デバイスを作成できる可能性があります。

Last Update: 3. October 2011 09:53

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