Kategóriék 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

Disqus Comments Loading...
Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Mégsem tűnik lehetetlen feladatnak információt kinyerni egy feketelyukból

A fizikusok egy 7 kvantumbites kvantumszámítógép segítségével egy szimulációt készítettek arról, hogy az információ, hogyan 'oszlana szét' egy feketelyuk belsejében.…

2019-03-17 5:39 du.

Ultrahanggal kezeltek gyulladást és anyagcsere problémákat

A General Electric és a Feinstein Orvostudományi Kutatóintézetének csapata egy új, forradalmi módszert mutatott be, amivel ultrahang segítségével képesek non-invazív…

2019-03-17 5:20 du.

Egy új tanulmány szerint az USA-nak jót tett a múltban történt bevándorlás

Egy új tanulmány szerint magasabb bérek, alacsonyabb szegénység és alacsonyabb munkanélküliségi ráta jellemzi azokat az egyesült államokbeli megyéket, amelyeket a…

2019-03-16 7:49 du.

Jégben megőrzött mamut sejtjeit sikerült először újraaktiválni

Egy japán kutatócsapat egerek sejtjei közé helyezte egy 28000 évvel ezelőtt elhunyt mamut sejtjeit és sikerült aktivitást kiváltaniuk belőlük. Azonban…

2019-03-16 7:43 du.

A felejtés nehezebb, mint az emlékezés

A Texas Egyetem új kutatása szerint a felejtés nagyobb mentális erőfeszítést vesz igénybe mint az emlékezés. A tanulmány szerint, ha…

2019-03-16 7:38 du.

Rendkívül fontos szerepe van a nitrogén fixáló fáknak az erdők egészségében

Egy új tanulmány szerint a vörös éger (Alnus rubra) fáknak fontos szerepe lehet az erdei ökoszisztéma egészségében azáltal, hogy képesek felszabadítani az…

2019-03-13 11:15 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.