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Passaggio degli Elettroni Con le Nanoparticelle “Invisibili„

Published on October 15, 2012 at 7:09 AM

Un nuovo approccio che permette che gli oggetti diventino “invisibili„ ora si è applicato ad un'area interamente differente: lasciando le particelle “si nascondono„ dal passare gli elettroni, in grado di piombo alle unità termoelettriche più efficienti ed ai nuovi generi di elettronica.

Il Diagramma mostra “il cambiamento continuo di probabilità„ degli elettroni, una rappresentazione dei percorsi degli elettroni mentre attraversano una nanoparticella “invisibile„. Mentre i percorsi sono piegati mentre entrano nella particella, successivamente sono piegati indietro in modo che riappaiano dall'altro lato sulla stessa traiettoria che hanno incominciato - appena come se la particella non sia stata là. Cortesia di Immagine Bolin Liao et al.

Il concetto - sviluppato dal dottorando Bolin Liao del MIT, dal precedente postdoc Mona Zebarjadi (ora un assistente universitario alla Rutgers University), dal ricercatore Keivan Esfarjani e dal professor Gruppo Chen di ingegneria meccanica - è descritto in un articolo nelle Lettere Fisiche di Esame del giornale.

Normalmente, gli elettroni attraversano through un materiale in un modo che è simile al moto delle onde elettromagnetiche, compreso indicatore luminoso; il loro comportamento può essere descritto dalle equazioni di onda. Quello piombo i ricercatori del MIT all'idea di sfruttamento dei meccanismi mascherare sviluppati agli oggetti del carter dalla visualizzazione - ma di applicazione al movimento degli elettroni, che è chiave alle unità elettroniche e termoelettriche.

Il lavoro precedente sul mascherare gli oggetti dalla visualizzazione ha contato sui cosiddetti metamaterials fatti dei materiali artificiali con i beni insoliti. Le strutture composite usate per mascherare i raggi luminosi di causa per piegare intorno ad un oggetto e poi per incontrarsi dall'altro lato, riattivando il loro percorso originale - facendo l'oggetto sembri invisibile.

“Siamo stati ispirati da questa idea,„ dice Chen, il Professor di Carl Richard Soderberg di Ingegneria Energetica al MIT, che ha deciso di studiare come potrebbe applicarsi agli elettroni invece di indicatore luminoso. Ma nel nuovo materiale elettrone-mascherante sviluppato da Chen e dai suoi colleghi, il trattamento è leggermente differente.

I ricercatori del MIT hanno modellato le nanoparticelle con una memoria di un materiale e di uno shell di un altro. Ma in questo caso, piuttosto che piegando intorno all'oggetto, gli elettroni realmente attraversano le particelle: I Loro percorsi sono primo un modo piegato, quindi arretrato ancora, in modo da ritornano alla stessa traiettoria che hanno cominciato con.

Nelle simulazioni su elaboratore, il concetto sembra lavorare, Liao dice. Ora, il gruppo proverà a sviluppare le unità reali per vedere se eseguono come previsto. “Questo era un primo punto, una proposta teorica,„ Liao dice. “Vogliamo continuare ulteriore ricerca su come fare alcune unità reali da questa strategia.„

Mentre il concetto iniziale è stato sviluppato facendo uso delle particelle incluse in un substrato normale a semiconduttore, i ricercatori del MIT vorrebbero vedere se i risultati possono essere ripiegati con altri materiali, quali le lamiere sottili bidimensionali di graphene, che potrebbero offrire i beni supplementari interessanti.

Lo slancio iniziale dei ricercatori del MIT' era di ottimizzare i materiali utilizzati in unità termoelettriche, che producono una corrente elettrica da un gradiente geotermico. Tali unità richiedono una combinazione di caratteristiche che sono dure da verificarsi: alta conduttività elettrica (così la corrente generata può scorrere liberamente), ma conducibilità termica bassa (per mantenere un gradiente geotermico). Ma i due tipi di conducibilità tendono a coesistere, in modo da pochi materiali offrono queste caratteristiche contraddittorie. La manifestazione delle simulazioni del gruppo questo materiale elettrone-mascherante ha potuto soddisfare queste richieste insolitamente buone.

Le simulazioni hanno utilizzato le particelle alcuni nanometri nella dimensione, abbinante la lunghezza d'onda degli elettroni scorrenti e migliorante il flusso degli elettroni ai livelli energetici particolari dagli ordini di grandezza confrontati alle strategie di verniciatura tradizionali. Ciò potrebbe piombo ai filtri più efficienti o i sensori, i ricercatori dicono. Mentre le componenti sui chip di computer ottengono più piccole, Chen dice, “noi deve fornire le strategie gestire il trasporto dell'elettrone,„ e questo potrebbe essere un approccio utile.

Il concetto potrebbe anche piombo ad un nuovo genere di opzioni per gli apparecchi elettronici, Chen dice. L'opzione ha potuto funzionare fornendo fra trasparente ed opaco agli elettroni, così girando un flusso loro in funzione e a riposo. “Siamo realmente appena all'inizio,„ dice. “Non siamo sicuri fin dove questo sta andando andare ancora, ma c'è un certo potenziale„ per le applicazioni significative.

Xiang Zhang, il professor dell'ingegneria meccanica all'Università di California a Berkeley che non è stato compreso in questa ricerca, dice che “questo è lavoro molto emozionante„ che amplia il concetto di mascherare al dominio degli elettroni. Gli autori, dice, “ha scoperto un approccio molto interessante che può essere molto utile alle applicazioni termoelettriche.„

Sorgente: http://web.mit.edu/

Last Update: 15. October 2012 07:47

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