Создана наносистема, взаимодействующая с отдельными электронами, но не требующая электрического тока

      Комментарии к записи Создана наносистема, взаимодействующая с отдельными электронами, но не требующая электрического тока отключены

Создана наносистема, взаимодействующая с отдельными электронами, но не требующая электрического тока

Иллюстрируя то, что кое-какие физические процессы протекают совсем по-второму на наноразмерном масштабе, ученые из Физтех университета низких температур имени Б. И. Веркина Национальной Академии Наук Украины, Харьков, и Технологического университета Чалмерса, Швеция, создали необычную наноэлектромеханическую совокупность. Элементы данной совокупности совершают механические перемещения за счет сотрудничества между электронами, но, в отличие от вторых подобных систем, для этого не нужно протекания электрического тока. Сотрудничества электрон-электрон в данной совокупности появляются между двумя «электронными» емкостями, имеющими разную температуру, а деятельный элемент совокупности – углеродная нанотрубка, начинает колебаться под действием протекающего через нее теплового потока.

«Микроскопические устройства, каковые являются комбинацией электроники и маленькой механики, микроэлектромеханические совокупности, MEMS (microelectromechanical systems), употребляются на данный момент достаточно обширно» – пишут исследователи, – «Датчики в отечественных смартфонах, каковые определяют ускорение и ориентацию, являются этому хорошими примерами. Предстоящее развитие данных разработок должно привести к замене микроэлементов наноэлементами и отечественная работа лежит как раз в данной области, мы разрабатываем, моделируем и изучаем самые различные наноэлектромеханические устройства».

Механизм, что заставляет трудиться новую наноэлектромеханическую совокупность, коренным образом отличается от механизма работы подобных систем, применяющих электрический ток. Совокупность складывается из углеродной нанотрубки, прикрепленной финишами к двум электродам. Фактически любой электрод складывается из двух частей, на стыке которых крепится финиш углеродной нанотрубки. Часть электрода ниже нанотрубки действует как один электронный резервуар, а верхняя часть – как второй резервуар.

Электроны, содержащиеся в обоих резервуарах, смогут вольно перемещаться на нанотрубку и назад за счет результата квантового туннелирования. Но, за счет применения особых материалов, электроны в различных резервуарах имеют различное направление их вращения, спин, исходя из этого электрон из одного резервуара не имеет возможности попасть во второй, что исключает любую возможность переноса заряда.

Все начинает становиться занимательным, в то время, когда между электронными резервуарами появляется температурный градиент. В то время, когда «тёплые» электроны из одного резервуара видятся в нанотрубке с «холодными» электронами из второго резервуара, они начинают взаимодействовать, передавая тепло. Бывшие «холодные» электроны, взявшие часть тепловой энергии, возвращаются в собственный резервуар, а бывшие «тёплые» – в собственный.

Протекающий за счет для того чтобы необыкновенного механизма тепловой поток вынуждает деформироваться углеродную нанотрубку. Наряду с этим появляется собственного рода обратная сообщение, деформация нанотрубки увеличивает эффективность туннелирования электронов в один из резервуаров и сокращает эффективность туннелирования в второй. Как раз за счет данной «обратной связи» появляются колебания нанотрубки, частоту и амплитуду которым возможно регулировать, изменяя температурный градиент между электронными резервуарами.

Эта совокупность представляет собой простой наноразмерный тепловой двигатель, делающий функцию преобразования тепловой энергии в механическое перемещение. Страно то, что эффективность работы этого двигателя мало, всего на пара процентов, зависит от величины температурного градиента, исследователи считают, что главным ограничением производительности наноразмерного теплового двигателя есть его особенности и геометрия структуры.

«В случае если разглядывать такие тепловые двигатели в контексте какого-либо электронного устройства, то возможно сходу заметить массу областей их применения» – пишут исследователи, – «Тепло постоянно присутствует в электронных схемах как побочный продукт, и в случае если у нас окажется применять его часть с пользой, скажем для приведения в воздействие наноразмерных устройств, мы возьмём более действенную и более функциональную электронику».

Чернила, меняющие свой цвет под воздействием тока!!!


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: