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

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Elektronen Durchlauf Durch „Unsichtbares“ Nanoparticles

Published on October 15, 2012 at 7:09 AM

Ein neues Konzept, das Nachrichten „unsichtbar“ werden lässt, ist jetzt an einem völlig anderen Bereich angewendet worden: lassend „verstecken sich“ Partikel vom Führen von Elektronen, die zu effizientere thermoelektrische Einheiten und neue Arten von Elektronik führen konnten.

Diagramm zeigt das „Wahrscheinlichkeitsmagnetfeld“ von Elektronen, eine Darstellung der Elektronenbahnen, während sie durch einen „unsichtbaren“ Nanoparticle passieren. Während die Pfade verbogen werden, während sie den Partikel eintragen, werden sie nachfolgend zurück verbogen, damit sie von der anderen Seite auf der gleichen Flugbahn wieder auftauchen, die sie mit begannen - gerade als ob der Partikel nicht dort war. Bildhöflichkeit Bolin Liao et al.

Das Konzept - entwickelt von MIT-Studenten im Aufbaustudium Bolin Liao, vom ehemaligen postdoc Mona Zebarjadi (jetzt ein Assistenzprofessor an Rutgers-Universität), vom Forschungswissenschaftler Keivan Esfarjani und von Maschinenbauprofessor Gruppe Chen - wird in einem Papier in den Zapfen Körperlichen Zusammenfassungs-Schreiben beschrieben.

Normalerweise bewegen sich Elektronen durch ein Material auf eine Art, die dem Antrag von elektromagnetischen Wellen ähnlich ist, einschließlich Leuchte; ihr Verhalten kann durch Wellengleichungen beschrieben werden. Das führte die MIT-Forscher zur Idee der Nutzbarmachung der verbergenden Vorrichtungen, die zu den Schildnachrichten von der Ansicht - aber entwickelt wurden, des Anwendens sie an der Bewegung von Elektronen, die zu den elektronischen und thermoelektrischen Einheiten Schlüssel ist.

Vorhergehendes Werk auf dem Verbergen von Nachrichten von der Ansicht hat auf den so genannten metamaterials beruht, die von den künstlichen Materialien mit ungewöhnlichen Eigenschaften gemacht werden. Die Verbundwerkstoffe verwendet für das Verbergen von Lichtstrahlen der Ursache, um um eine Nachricht zu verbiegen und auf der anderen Seite dann sich zu treffen, ihren ursprünglichen Pfad wieder aufnehmend - die Nachricht machend, sehen Sie unsichtbar aus.

„Wir wurden durch diese Idee angespornt,“ sagt Chen, den Professor Karl-Richard Soderberg der Energietechnik an MIT, das sich entschied, zu studieren, wie es möglicherweise auf Elektronen anstelle der Leuchte zuträfe. Aber im neuen Elektron-verbergenden Material, das von Chen und von seinen Kollegen entwickelt wird, ist der Prozess etwas unterschiedlich.

Die MIT-Forscher formten nanoparticles mit einem Kern von einem Material und einem Shell von anderen. Aber in diesem Fall, eher als, verbiegend um die Nachricht, passieren die Elektronen wirklich durch die Partikel: Ihre Pfade sind verbogene erste eine Methode, dann hinter wieder, also gehen sie zur gleichen Flugbahn zurück, die sie mit anfingen.

In den Computersimulationen scheint das Konzept zu arbeiten, sagt Liao. Jetzt versucht das Team, aktuelle Geräte aufzubauen, um zu sehen, ob sie wie erwartet durchführen. „Dieses war ein erster Schritt, ein theoretisches Angebot,“ sagt Liao. „Wir möchten weitere Forschung auf, wie man weitermachen herstellt einige reelle Geräte aus dieser Strategie heraus.“

Während das Anfangskonzept unter Verwendung der Partikel entwickelt wurde, die in einer normalen Halbleitersubstratfläche eingebettet wurden, möchten die MIT-Forscher sehen, wenn die Ergebnisse mit anderen Materialien, wie zweidimensionalen Blättern von graphene wiederholt werden können, die möglicherweise interessante zusätzliche Eigenschaften anböten.

Anfangsantrieb der MIT-Forscher' war, die Materialien zu optimieren, die in den thermoelektrischen Einheiten verwendet wurden, die einen elektrischen Strom aus einem Temperaturgradienten produzieren. Solche Einheiten benötigen eine Kombination von Eigenschaften, die hart zu erreichen sind: hohe elektrische Leitfähigkeit (so kann der erzeugte Strom frei fließen), aber niedrige Wärmeleitfähigkeit (einen Temperaturgradienten beibehalten). Aber die zwei Baumuster der Leitfähigkeit neigen zu koexistieren, also bieten wenige Materialien diese widersprüchlichen Eigenschaften an. Die Simulationsshow des Teams dieses Elektron-verbergende Material konnte diese wohlen Bedingungen erfüllen ungewöhnlich.

Die Simulationen verwendeten Partikel einige nm an Größe, stimmten die Wellenlänge von flüssigen Elektronen überein und verbessern den Elektronenstrom auf bestimmten Energieniveaus durch die Größenordnungen verglichen mit traditionellen Lackierungsstrategien. Dieses führte möglicherweise zu effizientere Filter, oder Fühler, die Forscher sagen. Während die Bauteile auf Computerchips kleiner erhalten, sagt Chen, „wir müssen Strategien finden, um Elektronentransport,“ und diesen zu steuern sein möchte ein nützlicher Anflug.

Das Konzept könnte zu eine neue Art Schalter für elektronische Geräte auch führen, sagt Chen. Der Schalter konnte steuern, indem er zwischen transparentem und undurchsichtigem zu den Elektronen umschaltete und so ein und einen Fluss von ihnen abstellte. „Wir sind wirklich gerade zu Beginn,“ sagt er. „Wir sind nicht sicher, wie weit dieses schon gehen wird, aber es etwas Potenzial“ für beträchtliche Anwendungen gibt.

Xiang Zhang, ein Professor des Maschinenbaus am Universität Von Kalifornien, Berkeley, das nicht in diese Forschung miteinbezogen wurde, sagt, dass „dieses sehr aufregende Arbeit“ ist, die das Konzept des Verbergens zum Gebiet von Elektronen erweitert. Die Autoren, sagt er, „stellte einen sehr interessanten Anflug fest, der möglicherweise ist sehr nützlich zu den thermoelektrischen Anwendungen.“

Quelle: http://web.mit.edu/

Last Update: 15. October 2012 07:47

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