Kategóriák Tech

Új hűtési technológiát képez a LED megfordítása

Egy a fizika alapelméletével szemben a Michigan Egyetem kutatói megcserélték egy LED elektródjait, amivel képesek voltak lehűteni egy nanométerekre lévő eszközt.

A szakértők szerint a felfedezés egy új hűtőrendszert biztosíthat a jövő mikroprocesszorai számára – amelyek az előrejelzések szerint már annyi tranzisztort fognak tartalmazni, hogy a jelenleg használt módszerekkel nem lesz megoldható a hűtésük.

Ez a második olyan módszer, ami fotonok segítségével képes hűteni. A módszer fontosságát jól szemlélteti az is, hogy a másik hűtési módszer kifejlesztője, Arthur Ashkin, 2018-ban fizika Nobel-díjat kapott munkájáért.

A mostani módszer azonban nem lézereket használ, hanem a hősugárzás kémiai potenciálját. Sokan még ma is úgy gondolják, hogy a hősugárzásnak nincs kémiai potenciálja, viszont már a 80-as években is születtek elméletek, hogy bizonyos körülmények mellett nem ez a helyzet.

Például egy akkumulátor esetében a kémiai potenciál – mondjuk fém ionok többletenergiájának leadása – hoz létre áramot, amikor egy berendezéshez kötik. Ezzel szemben az elektromágneses sugárzás – melybe látható és az infravörös tartomány tartozik – tipikusan nem rendelkezik ilyen potenciállal.

Általános esetben a hősugárzás intenzitását csak a hőmérséklet határozza meg, viszont a kutatók most rájöttek, hogy van még egy szabályozható tényező ami lehetővé teszi a hűtést.

Így elméleti szinten egy infravörös LED esetében a pozitív és a negatív elektromos kapcsolatok megfordításával a dióda nem bocsát ki fényt, hanem elnyomja a környezetéből eredő hősugárzást.

Azonban a valódi probléma az, hogy rendkívül nehéz feladat megmérni a hűtést – ha egyáltalán valóban végbemehet.

Ahhoz, hogy elég infravörös fény jusson egy tárgyból a fordított LED-be, ahhoz a kettőnek nagyon közel kell lenniük egymáshoz – kevesebb mint egy hullámhosszra.

Mivel a kutatók már korábban is végeztek melegítési és hűtési kísérleteket nano méretekben, így nem okozott nekik nagy nehézséget, hogy mindössze pár nanométeres távolságra helyezzék el a két tárgyat egymáshoz. Ilyen közelségben a fotonok úgy képesek átjutni a LED-be, mintha a közöttük lévő köz nem is létezne.

Hogy bemutassák a készülék működését, a kutatók egy apró hőmennyiségmérőt készítettek, melyet a LED mellé helyeztek. Ez a két berendezés folyamatosan fotonokat küldött és fogadott egymástól és a környezetüktől.

hőmennyiségmérő

A mérések szerint a fordított LED úgy viselkedett mintha lényegesen alacsonyabb lenne a hőmérséklete mint amilyen valójában, így a hőmennyiségmérőből érkező infravörös sugarak nem verődtek vissza a mérőhöz, ami miatt fokozatosan csökkent a hőmérséklete.

A kísérletek eredménye szerint a LED 6 watt per négyzetméteres hűtést eredményezett, amíg elméleti szinten akár 1 000 watt per négyzetméteres hűtést is el lehet vele érni, ami megegyezik a földet érő napsugarak erejével.

A kutatók szerint a technológia fontos lehet a jövő okos telefonjaiban és más számítástechnikai eszközeiben is, mivel az egyre kisebbé váló berendezéseknél a számítási kapacitás növeléséhez szükség van a melléktermékként keletkező hőtől való megszabadulásra – hogy a túlmelegedés ne okozza a készülék teljesítményének visszaesését vagy rosszabb esetben akár az eszköz fizikai sérülését.

A fejlesztés elsősorban a mikroprocesszorokat célozza majd meg, melyeknél rendkívül fontos az alkatrész hűtése a teljesítmény szempontjából.

Forrás: nature.com

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

A brokkoliban lévő vegyület segíthet a rák elleni küzdelemben

Igaz lehet a népi bölcsesség, a brokkoli tényleg jót tesz nekünk. Már korábban is tudni lehetett, hogy a brokkoli és…

2019-05-23 8:22 du.

A Hold keletkezésével került víz a Földre

A Föld a Naprendszerben egyedülálló módon az egyetlen olyan égitest, amelyen nagy mennyiségű víz van és egy viszonylag nagy méretű…

2019-05-23 8:15 du.

Fényre cserélhetik az elektromosságot az adathordozókban

Elektromosság helyett fény impulzusokon alapuló szupergyors adatfeldolgozási eljárást fejlesztettek ki kutatók. A találmányban mágnesek felelnek a számítógép adatainak elraktározásáért, melyek…

2019-05-23 7:53 du.

Az eredmények megismételhetősége nem mindig jelenti azt, hogy valójában igazak

A reprodukálható tudományos eredmények nem mindig igazak és a valóban igazi eredmények nem mindig reprodukálhatóak. Legalábbis erre jutott a Idaho…

2019-05-22 7:34 du.

Több bokorlakó énekesmadárral jobban lehetne védekezni a poloskainvázió ellen

Ha sokkal több bokorlakó énekesmadár - mint a barátposzáta, a kis poszáta, a fülemüle vagy a vörösbegy - élne például…

2019-05-21 8:46 du.

A “hangyahidak” inspirálta rendszer megjavítja az áramkörök hibáit

A szociális rovar kolóniák rendkívül összetett módon képesek ön rendeződni; például két ág között a hangyák egymásba kapaszkodnak, hogy élő…

2019-05-21 8:37 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.