【加熱冷卻半導體】

明道

【加熱冷卻半導體】

 

巧兒宇佐美顯示半導體膜

激光冷卻已首次使用的半導體固體薄膜，降低其溫度由研究人員做這項工作已在丹麥，半導體未來發展的冷藏溫度可進一步使一個寒冷的4 K至少在一個方向，它的振動降低幾乎到了量子基態。

這將使半導體感受到絲毫的機械運動或微小的電流。

在堅實的物質，存在熱能主要在搖動原子的形式。如果這些振動被刪除，材料的溫度下降。

在這項最新的研究中，由哥本哈根大學的尤金Polzik領導組減少，使其捕獲兩個反射光之間的光腔中放置一個半導體膜的震動。

雖然如介質鏡和膜材料的振動已衰減光子建立自己和鏡子之間的壓力，這個最新的設備，利用半導體吸收光子，轉化成電能激發他們的能力。

的工作計劃，必須使用高品質的半導體薄膜。

這是由彼得Lodahl和同事，他們做了一個矩形的半導體砷化鎵，剛剛超過1毫米的一個側面，但只有160納米厚。

半導體暫停一個正方形框矩形微微鞠了一躬，創建一個凹造型面對凹面鏡組成的光學諧振腔的另一側。

熱振動，其幅度由半導體的溫度設置，造成膜振盪，如鼓，Polzik解釋。

踢電子

在實驗中，宇佐美浩率領團隊設置的共鳴，從近紅外激光光鏡和膜之間的距離。

這是通過的光的波長的一半多的距離。

腔陷阱的光子，這是恰到好處的能量踢砷化鎵的價帶電子和其導帶。

如果他們在砷化鎵只是一通，他們將站在只有8％的機會被吸收。

然而，因為他們反彈鏡和砷化鎵之間來回奔波，每個光子的機會踢入導帶電子上升到50％。

一旦落入價帶的電子，他們釋放自己的能量作為熱量，造成半導體薄膜的擴大，誇大其凹造型。

這將改變腔的長度，減少與激光的共振，所以也沒有陷阱光以及。

因此，半導體冷卻和合同，提高共振一次。

這些反對的影響，往往挫傷膜的振盪，其振幅減少到​4 K溫度相當於polzik承認，他們的實驗還沒有記錄 - 其他光學冷卻方法可以使他們的目標millikelvin溫度。

即便如此，裝甲，英國諾丁漢大學的安德魯說，該方法具有“有趣的可能性，因為它涉及電子和半導體的光吸收”。

他還指出，有龐大的身軀，在半導體領域的知識，並運用這一技術訣竅光學機械冷卻可能推動該領域向前又邁進了一步。

熱或冷嗎？

肇日本電報和電話的基礎研究實驗室在日本神奈川縣，岡本，同意，利用帶隙是耐人尋味的，但他指出，電子只加熱材料，並已被證明，熱阻尼前。

polzik的研究小組認為，電子可以被說服的堅持，而不是傾銷他們的能量作為熱量。

一個量子阱，放置20納米層的銦砷化鎵內的160 nm的砷化鎵膜，可以保持遠離表面的材料，這是他們走到哪裡歸隊價帶電子。

通過降低材料的整體散熱，同時還導致它擴大，Polzik是樂觀的，這種做法可能進一步減少震動 - 可能millikelvin水平。

另外，他說，他們的發現可能會告知冷卻光學通過其帶隙膜的振動模式，降低其整體溫度的努力。

“尋找一種方式來有效地冷卻半導體電子是非常重要的，”Polzik說，增加的過熱現象已成為創造更快，更小的設備的主要障礙之一。

雖然他所謂的“未來派”的電子激光冷卻的想法，Polzik認為，他們的實驗是在這一方向邁出的一步。

這項研究發表在物理性質。

關於作者

凱特·麥卡爾平是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jan/31/heating-cools-a-semiconductor