Dioda cieplna toruje drogę do obliczeń termicznych

Nie da się uciec przed podstępnymi skutkami ciepła w mikrochipach. Ale teraz może być sposób na kontrolowanie tego. Wataru Kobayashi z Waseda University w Japonii wraz z kilkoma przyjaciółmi zbudowali prostownik, który umożliwia przepływ prądu cieplnego w jednym kierunku, ale nie w drugim.

Od pewnego czasu naukowcy przewidywali, że prostowniki termiczne będą możliwe z materiałów, których przewodność cieplna zmienia się wraz z temperaturą. Sztuką jest znalezienie materiału o wysokiej przewodności cieplnej w niskich temperaturach i niskiej przewodności cieplnej w wysokich temperaturach, a następnie połączenie go z materiałem o dokładnie odwrotnej charakterystyce.

Kobayashi i spółka znaleźli właśnie takie dopasowanie w dwóch rodzajach perowskitowych tlenków kobaltu (LaCoO3 i La0.7Sr0.3CoO3). Sklejone razem tworzą urządzenie przypominające diodę, które umożliwia przepływ prądu cieplnego w jednym kierunku, ale nie w drugim.

To imponujące, ponieważ po raz pierwszy ktoś zademonstrował rektyfikację cieplną w masie ciała stałego (zostało to zrobione z pojedynczymi elektronami w nadprzewodnikach i pojedynczych nanorurkach).

Jednym z oczywistych zastosowań są radiatory dla mikrochipów, ale konieczne będą pewne znaczące ulepszenia, aby przenosić ten rodzaj prądów cieplnych.

Ale Kobayashi i spółka mają na myśli większą zdobycz. Mówią: Dzięki sterowaniu prądem cieplnym prostownik termiczny może być wykorzystany w przyszłości do praktycznych zastosowań, takich jak tranzystor termiczny, termiczne bramki logiczne i pamięć termiczna.

Nie mówią, jak można wykorzystać przetwarzanie informacji termicznej. Przypuszczalnie w miejscach, w których trudno jest zdobyć energię elektryczną i gdzie w przeciwnym razie nadmiar ciepła zostałby zmarnowany. Myślenie na czapkach.

Nr ref.: arxiv.org/abs/0910.1153 : Prostownik termiczny tlenkowy

ukryć