Ученые СПбГУ нашли способ охлаждать электронику с помощью света

По данным пресс-службы, перегрев остается одной из главных проблем современной электроники. Традиционные вентиляторы и кулеры занимают много места и создают вибрации, которые недопустимы в высокоточных оптических системах.

Разработка основана на эффекте антистоксовой фотолюминесценции. В этом процессе испускаемый материалом фотон обладает большей энергией, чем поглощенный. Недостающую энергию вещество забирает из тепловых колебаний кристаллической решетки, что приводит к снижению температуры.

Для реализации эффекта ученые создали структуру типа «сэндвич». Центральный слой представляет собой сверхтонкую пленку арсенида галлия толщиной 14 нанометров, заключенную между слоями галлия, мышьяка и алюминия. Такая конфигурация формирует «квантовую яму», ограничивающую движение электронов и дырок.

Инженер-исследователь кафедры фотоники СПбГУ Роман Назаров пояснил, что нанометровое ограничение изменяет энергетические состояния частиц и позволяет создать хорошо различимые экситонные резонансы. Экситон — связанное состояние электрона и дырки, играющее ключевую роль во взаимодействии материала со светом.

В ходе экспериментов при сверхнизких температурах около 269 °C ученые воздействовали на структуру лазерным лучом. Исследователи зафиксировали, что при излучении более энергичных фотонов материал поглощает тепловую энергию колебаний атомов, тем самым охлаждаясь.

ТАСС