ثبت رکوردی تازه در ایجاد و حفظ دمای سرد

محققان موفق به ساخت نانوتراشه‌ای شدند که قادر است سرمایشی برای رسیدن به دمای 2.8 میلی‌کلوین ایجاد کند. این نانوتراشه به مدت 7 ساعت این دما را حفظ می‌کند.

به گزارش «انرژی امروز»، دومینیک زومال و همکارانش از دانشگاه بازل موفق به ساخت ابزار نانوالکترونیکی شدند که قادر به سرمایش تا دمای 2.8 میلی‌کلوین است. این نانوتراشه به‌صورت مغناطیسی فعالیت می‌کند.

محققان این پروژه می‌گویند که این تراشه سرمایشی براساس قانون اعمال میدان مغناطیسی کار می‌کند در واقع اعمال میدان موجب دور شدن گرمای خارجی از جسم می‌شود. البته پیش از آن که فرآیند سرمایش انجام شود باید با روشی دیگر، گرمای مغناطیسی شدن را از محیط خارج کرد تا در نهایت کاهش دما با کارایی بالا انجام شود.

این گروه تحقیقاتی با انجام این کار موفق شدند دما را تا 2.8 میلی‌کلوین کاهش دهند که رکورد قابل توجهی در فرآیند سرمایش محسوب می‌شود. در این پروژه دو روش مختلف با هم ترکیب شده است که هر دو روش مبتنی بر سرمایش مغناطیسی است.

محققان این پروژه تمام اتصالات الکتریکی این تراشه را تا 150 میکروکلوین سرد کردند. آنها سامانه سرمایش دوم را به‌صورت مستقیم به این تراشه متصل کردند و بعد یک دماسنج نیز به آن افزودند. دماسنج مورد نظر، ترمومتر مسدود کننده کلومبی است که در آن از لایه‌های نازک عایق استفاده شده است که این لایه‌ها آرایه‌هایی از جزیره‌های فلزی را به هم متصل می‌کنند. با اعمال ولتاژ، الکترون‌ها از میان این ساختار تونل می‌زنند.

مهندسی این تراشه‌ به‌گونه‌ای است که با استفاده از اعمال میدان مغناطیسی می‌توان دما را تا 2.8 میلی‌کلوین کاهش داد.

زومال می‌گوید: ترکیب سامانه‌های سرمایشی به ما اجازه می‌دهد تا این تراشه امکان کاهش دما به زیر 3 میلی کلوین را داشته باشد. ما بسیار خوشبین هستیم و تصور می‌کنیم با بهینه‌سازی می‌توانیم میزان سرمایش را افزایش داده و به محدوده یک میلی‌کلوین برسیم. نکته جالب توجه آن است که با استفاده از این روش موفق شدیم دما را به مدت 7 ساعت پایین نگه‌داریم. این زمان برای انجام بسیاری از آزمایش‌ها کافی است و ما می‌توانیم با آن درک بهتری از خواص فیزیک در نزدیکی صفر مطلق داشته باشیم.

نتایج این پروژه در نشریه Applied Physics Letters منتشر شده است.