Yhdysvaltalaisen Michiganin yliopiston tutkijat ovat hyödyntäneen valoa emittoivaa diodia jäähdyttämään toista laitetta, joka on vain nanometrien etäisyydellä. Ratkaisu voisi johtaa uudenlaiseen kiinteän tilan jäähdytystekniikkaan erittäin tiheästi pakatuissa tulevaisuuden mikroprosessoreissa.

Fysiikan yleisen olettamuksen vastaisessa havainnossaan tutkijat käyttivät lediä, jonka elektrodit käännetty. Entuudestaan alalla tunnetaan laserjäähdytys fotonisena jäähdytystekniikkana. Nyt tutkijat hyödynsivät lämpösäteilyn kemiallista potentiaalia.

Kuitenkin tämän jäähdytyksen mittaaminen on vaikeaa. Saadakseen tarpeeksi infrapunavaloa kulkemaan esineestä lediin, näiden kahden on oltava erittäin lähellä toisiaan – vähemmän kuin yksi infrapunavalon aallonpituus.

Erikoisjärjestelyin ja pienen fotodiodiin sijoitetun kalorimetrin avulla tutkijat osoittivat, että käännetty ledi alkaa toimia hyvin matalan lämpötilan kohteena ja absorboiden fotoneja kalorimetristä. Samalla rako estää lämmön kulkeutumisen takaisin kalorimetriin johtumisen kautta.

Tiimi osoitti jäähdytyksen olevan kuusi wattia neliömetriä kohden. Teoreettisesti tämä vaikutus voisi tuottaa jäähdytystä, joka vastaa 1000 wattia neliömetriä kohden. Tämän uuden lähestymistavan tehokkuuden ja jäähdytysnopeuden parannuksella tutkijatiimi näkee ilmiön keinona siirtää nopeasti lämpöä pois erilaisten laitteiden mikroprosessoreista.

Lisää: Nanobitteja.fi (LINKKI), yliopiston tiedotuslehden uutinen (LINKKI) ja tutkijoiden tiedeartikkeli Nature-lehdessä (LINKKI)

Kuva: Infrapunafotodiodin tasoitettu pinta sijoitetaan 55 nanometrin etäisyydelle kalorimetrista. Mittaukset osoittivat, että käännetyillä elektrodeilla toimiva fotodiodi käyttäytyi kuin se olisi alemmassa lämpötilassa ja jäähdytti kalorimetria. Kuvaaja Linxiao Zhu/University of Michigan.