新的纳米技术帮助电子冷却而无需外部来源

芯片包含在室温下使电子冷却能够在室温下实现的纳米级结构。

使用由源电极的顺序阵列组成的纳米级结构，量子阱，隧道屏障，量子点，另一个隧道屏障和漏电极，研究人员能够抑制电子激发和冷却电子至-228℃°没有外部手段在室温下。

一个研究人员团队发现了一种在没有外部手段和室温的°情况下冷却电子到-228℃的方法，这是一种可以使电子设备能够以极少的能量来起作用的进步。

该过程涉及将电子通过量子通过Quantum来冷却它们并将它们保持从加热。

该团队详述了其在9月10日星期三在自然通信中公布的“高温冷电子运输”的研究。

“我们是第一个在室温下有效地冷却电子。研究人员之前已经完成了电子冷却，但只有当整个设备浸入一个极冷的冷却浴时，“UT Arlington驻材料科学与工程部门的副教授Seong Jin Koh，才领导了研究。“在室温下获得冷电子具有巨大的技术效益。例如，可以提升在各种电子系统中使用液氦或液氮进行冷却电子的要求。“

即使在室温下，电子也会热激发，这是一种自然现象。KOH表示，如果可以抑制电子激发，则可以有效地降低那些电子的温度而不会外部冷却。

该团队使用纳米级结构 - 由源电极，量子阱，隧道屏障，量子点，另一个隧道屏障和漏电极组成的纳米级结构 - 以抑制电子激发并使电子冷却。

冷电子承诺新型晶体管，可在极低能耗下运行。“实施我们的调查结果，目前正在进行中，”加入。

据博士工程学院院长Khosrow Behbehani表示，这项研究代表了大学在培养有利于社会的创新方面的作用，例如为当前和后代创造能源有效的绿色技术。

“博士酸值和他的研究团队正在为利用能源有效和开发能源效率的电子技术来发展真实世界的解决方案，以每天都会让我们所有人受益匪浅，“Behbehani说。“我们赞扬Koh博士为本研究的结果，期待未来的创新，他将领导。”

美国国家科学基金会工程局的计划总监USHA Varshney表示，研究该研究表明可能是巨大的。

“当在晶体管中实施时，与本技术相比，这些研究结果可能会将电子设备的能耗降低超过10次，”Varshney表示。“智能手机，iPad等的个人电子设备可以在充电之前持续得多。”

除潜在的商业应用外，还有很多军事用途。电池的重量很大，功耗较少意味着减少士兵携带的电子设备的电池重量，这将提高其战斗能力。其他潜在的军事应用包括远程传感器的电子产品，无人驾驶飞行器和远程操作中的高容量计算。

未来的研究可以包括识别将允许进一​​步冷却电子的关键元件。在未来的研究中最重要的挑战是将电子从设备组件传播时保持能量。这需要研究能够有效阻止能量升高的途径。

本文的共同作者是Pradeep Bhadrachalam，Ramkumar Subramanian，Vishva Ray和Liang-Chieh Ma来自Ut Arlington，以及Weichao Wang，Jiyoung Kim教授和来自UT Dallas的Kyeongjae Cho教授也是研究团队的一部分。

国家科学基金会资助（授予号码0449958和0925997）和海军研究办公室（Grant Number N00014-12-1-0492）支持了研究。

出版物：PRADEEP BHADRACHALAM等，“在室温下的能量过滤冷电子，”自然通信5，物品编号：4745; DOI：10.1038 / ncomms5745

图像：德克萨斯大学在阿灵顿