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Kristalle Pumpe und Auszug-Wärme auf dem Nanoscale

Published on November 6, 2012 at 4:38 AM

Forscher an der Carnegie-Institution haben eine neue effiziente Art entdeckt, Wärme unter Verwendung der Kristalle zu pumpen. Die Kristalle können Wärme, sogar auf dem nanoscale pumpen oder extrahieren, also konnten sie auf Computerchips verwendet werden, um Überhitzung zu verhindern oder sogar Einschmelzen, die aktuell eine bedeutende Grenze zu den höheren Rechengeschwindigkeiten ist. Die Forschung wird in den Körperlichen Zusammenfassungs-Schreiben veröffentlicht.

Das Bild zeigt eine Simulation der molekularen Dynamik des Lithium-Niobates unter einer Zeit, die elektrischen Bereich sich unterscheidet, der das Zeichen der Polarisation ändert. Rot ist Niobium, ist Grün Sauerstoff und Lithiumshows eine Reichweite der Farben für verschiedene Zeitschritte. Das Niobium und der Sauerstoff wird nur für einen Zeitschritt für Klarheit gezeigt. Das Bild zeigt ein kleines Teil der tatsächlichen Simulation. Kredit: Maimon Rose und Institution Ronald Cohen Carnegie

Ronald Cohen, Personalwissenschaftler an Carnegies Geophysikalischem Labor und Maimon Rose, ursprünglich ein Highschool Internierter jetzt an der Universität von Chicago führten die Forschung durch. Sie führten Simulationen auf ferroelectric Kristallmaterialien durch, die elektrische Polarisation in Ermangelung eines elektrischen Bereichs haben. Die elektrische Polarisation kann aufgehoben werden, indem man einen externen elektrischen Bereich anwendet. Die Wissenschaftler fanden, dass die Einleitung eines elektrischen Bereichs einen riesigen Temperaturwechsel im Material verursacht, zurichtet dem electrocaloric Effekt, weit über einer Temperatur zu einem so genannten paraelectric Zustand.

„Der electrocaloric Effekt pumpt Wärme durch ändernde Temperatur über einen angewandten elektrischen Bereich,“ erklärter Cohen. „Der Effekt bekannt seit den dreißiger Jahren, aber ist nicht ausgenutzt worden, weil Leute Materialien mit hohen Übergangstemperaturen verwendeten. Wir fanden, dass der Effekt größer ist, wenn die umgebende Temperatur gut über der Übergangstemperatur ist, also werden niedrige Übergangstemperaturmaterialien bevorzugt.“

Ferroelectrics werden, paraelectric-dass ist, haben keine Polarisation unter null elektrischem Bereich über ihrer Übergangstemperatur, die die Temperatur ist, bei der materielle Änderungen sein Zustand von ferroelectric an paraelectric.

Rose und Cohen verwendeten Atom-schuppe Simulationen molekularer Dynamik, in denen sie dem Verhalten von Atomen im ferroelectric Lithium-Niobat als Funktionen der Temperatur und des elektrischen Bereichs folgten. Maimon Rose begann diese Arbeit als Highschool Sommerangestellter und ist jetzt in seinem, der als Nichtgraduierter in der Biologie an der Universität von Chicago im zweitem Jahr ist. Er arbeitete an dem Projekt während der Brüche als Internierter, der durch EFree, DAMHIRSCHKUH Energie-Grenzforschungszentrum am Geophysikalischen Labor unterstützt wurde. Rose erwähnte, „Lithium-Niobat war nicht studiert worden vorher so. Wir waren recht überrascht, solch einen enormen Temperaturwechsel zu sehen.“

Quelle: http://carnegiescience.edu/

Last Update: 6. November 2012 05:24

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