Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


23.01.2012

Учёные охладили полупроводник светом

Парадоксальное охлаждение за счёт нагревания продемонстрировали специалисты из института Нильса Бора. Авторы опыта считают, что эта технология пригодится для создания высокочувствительных механических и электрических датчиков, а также компонентов квантовых компьютеров.

Ведущий автор работы Кодзи Усами (Koji Usami) демонстрирует сантиметровый держатель, в котором закреплена экспериментальная мембрана
Ведущий автор работы Кодзи Усами (Koji Usami) демонстрирует сантиметровый держатель, в котором закреплена экспериментальная мембрана

Физики провели эксперимент в области оптомеханики, изучающей взаимодействие света с подвижными объектами. В качестве испытательного образца выступила пластинка из арсенида галлия. При толщине всего 160 нанометров её размеры превышали 1 х 1 миллиметр, сообщает институт.

Эту наномембрану учёные поместили в специальном держателе в вакуумную камеру и направили на неё лазерный луч мощностью 50 микроватт. Отражённый свет попадал на зеркало и возвращался к пластине полупроводника.

Усами за установкой в институте Нильса Бора
Усами за установкой в институте Нильса Бора

Дальше начиналось самое интересное. Часть света пластинка поглощала, и это приводило к появлению свободных электронов, чуть-чуть разогревавших материал. Разогрев приводил к периодическому термическому расширению, из-за которого менялось расстояние между поверхностью мембраны и зеркала, создавая колебания. А они на ходу изменяли и параметры резонатора.

Исследователи установили, что уникальные электронные, оптические и механические свойства пластины при определённом излучении приводят к необычному явлению: хотя мембрана в целом немного нагревается от луча, её тепловые колебания в нужном направлении таким методом можно подавить, причём настолько, что это будет соответствовать падению температуры с комнатной до минус 269 градусов Цельсия.

Авторы эксперимента измеряли колебания мембраны с высокой точностью при помощи пробного луча, направляемого под углом к поверхности. На рисунке зелёный цвет означает -20 мкм/с, красный — +20 мкм/с
Авторы эксперимента измеряли колебания мембраны с высокой точностью при помощи пробного луча, направляемого под углом к поверхности. На рисунке зелёный цвет означает -20 мкм/с, красный — +20 мкм/с

В новой технологии наблюдается явная аналогия с известным лазерным охлаждением. Но тот способ работает с облаками атомов (ионов) в оптических ловушках, но вовсе не с твёрдыми телами, тем более – макроскопических размеров.

Леонид Попов


Источники:

  1. MEMBRANA




Пользовательского поиска




Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна





Купить полотенца hamam Messina

© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru