Российские ученые нашли способ охлаждать электронику светом — без вентиляторов и радиаторов
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) предложили принципиально новый способ охлаждения электронных компонентов — при помощи света. Вместо привычных вентиляторов и громоздких радиаторов материал сам отводит тепло, излучая фотоны большей энергии. Разработка может сделать электронику тише и компактнее.
В основе метода лежит эффект антистоксовой фотолюминесценции. Когда свет попадает на специальный полупроводниковый материал, тот поглощает фотоны и тут же испускает новые — с более высокой энергией. Недостающую энергию материал забирает из тепловых колебаний своей кристаллической решетки. В результате образец охлаждается без всяких механических приспособлений.
Для проверки гипотезы ученые создали многослойную наноструктуру. Её сердцевина — сверхтонкая пленка арсенида галлия толщиной всего 14 нанометров, заключенная между слоями соединений галлия, алюминия и мышьяка. Такая конструкция заставляет электроны и дырки вести себя особым образом, делая эффект заметным.
Эксперименты проводили при температуре около –269 °C. Под воздействием лазера исследователи зафиксировали, что материал действительно теряет тепловую энергию, превращая её в более энергичное световое излучение. Это доказывает принципиальную возможность охлаждения светом.
Авторы работы считают, что в перспективе технология позволит создавать системы охлаждения без движущихся частей — бесшумные и очень компактные. Особенно это важно для мощной микроэлектроники и фотонных устройств, где теплоотвод становится всё более острой проблемой.
Пока разработка находится на ранней стадии. Исследователям предстоит провести множество дополнительных экспериментов, прежде чем метод можно будет применить на практике. Тем не менее, сам подход уже назван многообещающим.
