Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

De doorbraak van onderzoekers op het gebied van thermisch transport zou nieuwe koelstrategieën mogelijk kunnen maken

SiC nanodraadmonster en meetschema. een Een transmissie-elektronenmicroscopie-microfoto met hoge resolutie van een SiC-nanodraad met een diameter van 65,5 nm (monster S1). Inzet, geselecteerd gebied elektronendiffractiepatroon dat de 3C-SiC-structuur aangeeft. Schaalbalken, 5 nm, 5 nm −1 (inzet). b Schematische weergave van een SiC-nanodraad met Au-coating aan één zijde geplaatst op het meetapparaat. c , Een SEM-microfoto van monster S1 geplaatst op het meetapparaat. Inzet, dwarsdoorsnede van de draad. Schaalbalken, 5 μm, 100 nm (inzet). d Een ingezoomde SEM-microfoto van het Au-gecoate uiteinde op het opgehangen membraan. Bij alle metingen stak het met Au gecoate gedeelte <200 nm uit het membraan. Schaalbalk, 1 μm. e Elementen in kaart brengen van het Au-gecoate gedeelte van een nanodraadmonster (monster S8). Schaalbalk, 100 nm. f , Schematische illustratie van SPhP-voortplanting langs nanodraden. Credit:Natuur (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06598-0

Hoogleraren werktuigbouwkunde van Vanderbilt, Deyu Li en Josh Caldwell, maken deel uit van een team van onderzoekers die een nieuw warmtedissipatiekanaal hebben ontdekt met behulp van fononpolaritonen dat uitgebreide gevolgen zou kunnen hebben voor nieuwe koeltechnologieën in apparaten zoals smartphones en andere moderne elektronica.



Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Nature onder de titel "Opmerkelijke warmtegeleiding gemedieerd door niet-evenwicht Phonon-polaritons."

Het is bekend dat elektronen en atomaire trillingen (fononen) de belangrijkste energiedragers in vaste stoffen zijn. Onderzoeksteams van Vanderbilt University en Oak Ridge National Laboratory (ORNL) waren verrast toen ze ontdekten dat oppervlaktefononpolaritonen, hybride quasideeltjes die het resultaat zijn van de koppeling tussen infrarood licht en optisch actieve fononen, aanzienlijk zouden kunnen bijdragen aan de warmtegeleiding in dunne films en nanodraden van polaire kristallen.

Hoewel voorspeld is dat oppervlaktefononpolaritonen bijdragen aan de warmtegeleiding in polaire dunne films en nanodraden, is hiervoor tot nu toe geen direct en sluitend experimenteel bewijs hiervoor gevonden. Het Vanderbilt-onderzoeksteam kon duidelijke verbeteringen in de thermische geleidbaarheid aantonen in SiC-nanodraden met en zonder metalen polaritonwerpers aan de uiteinden.

"De substantiële warmteoverdrachtsmogelijkheden van deze polaritonen kunnen worden omgezet in nieuwe koelstrategieën, die van cruciaal belang zijn voor een breed scala aan technologieën, van consumentenelektronica tot efficiënte controle van de gebouwomgeving", aldus Li. "Deze ontdekking kan bijdragen aan een beter leven en inspanningen gericht op het bestrijden van de klimaatverandering."

Caldwell zei dat fononpolaritonen een belangrijk aandachtspunt vormen binnen het onderzoek naar infrarood nanofotonica, en dat er veel toepassingen in opkomst zijn.

"Ik was enthousiast om te zien dat ze ook een nieuw warmteafvoerkanaal kunnen bieden, waardoor extra impactgebieden worden geopend, bijvoorbeeld ultrasnelle koeling in elektronische apparaten met hoge frequentie en hoog vermogen", zei hij.

Meer informatie: Zhiliang Pan et al, Opmerkelijke warmtegeleiding gemedieerd door niet-evenwichtsfononpolaritonen, Natuur (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06598-0

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door Vanderbilt University




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat betekent homozygoot?
  2. Commerciële voorouderstests kunnen onthullen hoeveel Neanderthaler-DNA u heeft
  3. Geen bewijs dat het onthoornen van zwarte neushoorns een negatieve invloed heeft op de voortplanting of overleving van de soort, studievondsten
  4. Die eenzame, steile gomboom op een boerderij? Het is een reddingslijn voor koala's
  5. Colombia,
  6. Aussie uilen vallen door rattengif
  7. Ponso helpen, enige overlevende van Chimpansee-eiland in I. Coast
  8. Uit onderzoek blijkt dat door klimaatverandering hommels eerder uit de winterslaap komen, waardoor de soort gevaar loopt
  9. Het belang van samengestelde microscopen

Wetenschap