研究报告在半导体材料中意外观察到热波

一项研究发表在欧洲杯线上买球科学的进步报告首次报告锗,半导体材料的热波意外观察。这种现象可以在不久的将来实现我们的电子设备性能的显着改善。

这项研究由巴塞罗那材料科学研究所(ICMAB, CSIC)的研究人员领导,来自Autònoma de Bar欧洲杯足球竞彩cel欧洲杯线上买球ona大学和卡利亚里大学的研究人员合作。

如我们所知,热量,源自原子的振动,并通过环境温度的扩散转移。不幸的是,控制难以控制,并导致操纵它的简单且低效的策略。这就是为什么,例如,大量的残留热量可以在我们的计算机,移动电话和一般,大多数电子设备中累积。

然而,如果通过波浪(例如光)运输热量,它将提供新的替代方案来控制它,尤其是波浪的独特和内在特性。

已经观察到热波迄今为止仅在少量材料中,例如固体氦气,或者最近在石墨中。欧洲杯足球竞彩现在,这项研究发表了欧洲杯线上买球科学的进步由中国巴塞罗那材料科学研究所(CSIC)的研究人员与来自大学Autōnom欧洲杯足球竞彩ade欧洲杯线上买球巴塞罗那的研究人员合作,以及Cagliari大学的研究人员,报告了固体锗的热波的观察,通常用于电子产品的半导体材料,类似于硅,在室温下。“预计不会在这种类型的材料上遇到这些波状效果,称为第二种声音,在这些条件下,”Sebastiánreparaz说,ICMAB研究员在纳米结构的光电子和能量收集材料(Nanopto)组和本研究领导者。欧洲杯足球竞彩

在研究锗样品在激光作用下的热响应时,观察到锗样品在其表面产生高频振荡的热波。实验表明,与目前人们所认为的相反,热量不是通过扩散消散的,而是通过热波传播到物质中。

除了观察本身,在研究中,研究人员揭示了解锁热浪观察的方法,可能在任何材料系统中。

什么是第二声?在任何物质中如何观察到第二声

20世纪60年代在固体氦上首次观测到,通过波的热传输,即第二声,一直是研究人员反复研究的课题,他们一直试图证明它在其他材料中也存在。欧洲杯足球竞彩最近在石墨上成功地证明了这一现象,使实验研究重新活跃起来。

“第二种声音是热区,热可以以热波的形式传播,而不是经常观察到的扩散区。这种类型的波状热传输具有波的许多优点,包括干涉和衍射”,ICMAB研究员Sebastiánreparaz说。

波状效应可以通过在快速变化的温度场中驱动系统来解锁。换句话说,一个快速变化的温度场迫使热在波状区传播"Reparaz解释道,并补充道,“我们的工作得出的有趣结论是,大多数材料在温度场调制频率足够大的情况下,都有可能观察到这些波状效应。欧洲杯足球竞彩更有趣的是,它的观察并不局限于某些特定的材料。”欧洲杯足球竞彩

在不久的将来,第二声的应用

“第二种声音的可能应用是无限的”,塞巴斯蒂安Reparaz说。然而,要实现这些应用,需要深入了解在任何给定材料上解锁这种热传播机制的方法。通过波的特性来控制热的传播,为未来几代热器件的设计开辟了新的途径,就像已经建立起来的光的发展一样。“具体来说,第二个声音热情制度可用于重新思考我们如何处理废物热量”,他补充道。

从理论的角度来看,“这些发现允许统一当前的理论模型,直到现在认为观察到这种类型的波浪状行为(例如石墨)与当前用于制造电子芯片的半导体材料(如硅(如硅)非常不同欧洲杯足球竞彩和锗)“UAB的研究员说,F.XavierÁlvarez说。“现在,所有这些材料都可以用相欧洲杯足球竞彩同的方程来描述。这一发现建立了一个新的理论框架,在不久的将来,我们的电子设备的性能可能会得到显著改善。”添加Álvarez。

来源:https://www.uab.cat/web/universitat-autonoma-de-barcelona-1345467954774.html.

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