Пропуск Электронов Через «Незримое» Nanoparticles

Published on October 15, 2012 at 7:09 AM

Новый подход который позволяет предметам стать «незримым» теперь прикладной к полностью различной области: препятствующ частицы «прячут» от проходить электроны, которые смогли вести к более эффективным термоэлектрическим приборам и новым видам электроники.

Диаграмма показывает «поток вероятности» электронов, представления путей электронов по мере того как они проходят через «незримый» nanoparticle. Пока пути согнуты по мере того как они вписывают частицу, они затем согнуты назад так, что они re-вытекут от другой стороны на такой же траектории они начала с - как раз если частица не была там. Учтивость Изображения Bolin Liao et al.

Принципиальная схема - начатая аспирантом Bolin Liao MIT, бывшим postdoc Mona Zebarjadi (теперь ассистентом профессора на Университете Rutgers), научным работником Keivan Esfarjani исследования, и профессором Шатией Chen машиностроения - описана в бумаге в Письмах Просмотрения журнала Физических.

Нормально, электроны перемещают через материал в путе который подобен к движению электромагнитных волн, включая свет; их поведение может быть описано уровнениями волны. То вело исследователей MIT к идее обуздывать cloaking механизмы начатые к предметам экрана от взгляда - но прикладывать его к движению электронов, которое ключево к электронным и термоэлектрическим приборам.

Предыдущая работа на cloaking предметы от взгляда полагалась на так называемых metamaterials сделанных из искусственних материалов с необыкновенными свойствами. Составные структуры используемые для cloaking световые лучи причины для того чтобы согнуть вокруг предмета и после этого встретить на другой стороне, возобновляющ их первоначально путь - делающ предмет покажитесь незримой.

«Мы были воодушевляны этой идеей,» говорит Chen, Профессора Карл Ричарда Soderberg Силы Инджиниринга на MIT, который решил изучить как он мог примениться к электронам вместо света. Но в новом электрон-cloaking материале начатом Chen и его коллегаами, процесс немножко друг.

Исследователя MIT моделировали nanoparticles с сердечником одного материала и раковиной других. Но в этот случай, вернее чем гнущ вокруг предмета, электроны фактически проходят через частицы: Их пути согнутый первый один путь, тогда задне снова, поэтому они возвращают к такой же траектории они начали с.

В имитациях компьютера, кажется, что работает принципиальная схема, Liao говорит. Теперь, команда попробует построить фактические приборы для того чтобы увидеть выполняют ли они как предположено. «Это был первым шагом, теоретическое предложение,» Liao говорит. «Мы хотим продолжить более дальнеишее исследование на как сделать некоторые реальные приборы из этой стратегии.»

Пока начальная принципиальная схема была начата используя частицы врезанные в нормальном субстрате полупроводника, исследователя MIT хотел были бы увидеть если результаты можно скопировать с другими материалами, как плоские листы graphene, то которые могли предложить интересные дополнительные свойства.

Стимул исследователей MIT' начальный был оптимизировать материалы используемые в термоэлектрических приборах, которые производят электрическое течение от температурного градиента. Такие приборы требуют характеристик сочетание из которые трудны для того чтобы получить: высокая электрическая проводимость (так произведенное течение может пропустить свободно), только низкая термальная проводимость (поддерживать температурный градиент). Но 2 типа проводимости клонат сосуществовать, поэтому немногие материалы предлагают эти разноречивые характеристики. Выставка имитаций команды этот электрон-cloaking материал смогла соотвествовать эти необычно хорошие.

Имитации использовали частицы немного нанометров в размере, соответствуя длине волны пропуская электронов и улучшая подачу электронов на определенных энергетических уровнях порядками величины сравненными к традиционным давая допинг стратегиям. Это могло вести к более эффективным фильтрам или датчики, исследователя говорят. По Мере Того Как компоненты на компьютерных микросхемах получают более малыми, Chen говорит, «мы должен прийти вверх с стратегиями контролировать переход электрона,» и это мог быть один полезный подход.

Принципиальная схема смогла также вести к новому виду переключателей для электронных устройств, Chen говорит. Переключатель смог работать путем toggling между прозрачным и опаковым к электронам, таким образом поворачивающ подачу их дальше и. «Мы действительно как раз в начале,» он говорит. «Мы не уверены как далеко это идет пойти пока, но некоторый потенциал» для значительно применений.

Xiang Zhang, профессор машиностроения на Университете Штата Калифорнии на Беркли который не включился в это исследование, говорит что «это очень exciting работа» которая расширяет принципиальную схему cloaking к домену электронов. Авторы, он говорит, «расчехлил очень интересный подход который может быть очень полезн к термоэлектрическим применениям.»

Источник: http://web.mit.edu/

Last Update: 15. October 2012 07:49

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