EXAMEN
Récemment, l'Université de chercheurs du Michigan en utilisant une diode électroluminescente « électrode opération inverse », des dispositifs à l'échelle nanométrique pour refroidir une autre distance seulement.
fond
Si nous depuis longtemps, sans interruption par les téléphones mobiles, les ordinateurs et autres produits électroniques, des jeux de jeu ou de travail, vous trouverez ces produits électroniques deviennent « chaud » ou même « chaud ». Après l'électronique surchauffé, non seulement Caton, accident, écran bleu, redémarrer et ainsi de suite, et ses composants internes auront une incidence sur les performances et la vie, parfois même conduisant à un dommage à puce de processeur d'erreur.
puce Surchauffe (Source: Wikipedia)
« La fièvre » a été l'une des questions clés de produits électroniques. Alors, comment refroidir ces produits électroniques deviennent chauds, ou trouver une meilleure façon de les chauffer, les scientifiques ont exploré le monde de l'objectif. En général, la méthode la plus courante des produits électroniques de refroidissement comprennent: refroidi par air et refroidi par liquide, mais ces techniques nécessitent souvent de refroidissement pour occuper beaucoup d'espace, il est compact, ce qui affectera la miniaturisation plus poussée des produits électroniques.
refroidi par air (Source: Wikipedia)
refroidissement liquide (Source: Wikipedia)
innovation
Aujourd'hui, je veux vous présenter un nouveau plus compact technologie de refroidissement à l'état solide pour tout le monde.
Récemment, l'Université de chercheurs du Michigan ont fait une nouvelle recherche, il est avéré être l'hypothèse contraire la physique ordinaire. Ils utilisent une « électrode inverse » diode électroluminescente (LED), un refroidissement supplémentaire à partir de dispositifs à l'échelle nanométrique seulement.
Le professeur de l'école de génie mécanique Pramod Reddy et Edgar Meyhöfer co-dirigé l'étude. L'étude a été publiée dans 14 Février revue « Nature ».
technologie
Cette méthode devrait apporter une nouvelle technologie de refroidissement à l'état solide pour microprocesseur futur. Le microprocesseur comprend un certain nombre de paquet de transistors dans un petit espace, alors que l'art antérieur ne peut pas dissiper la chaleur assez vite pour eux.
Reddy a déclaré: « Nous avons démontré la méthode en utilisant le second équipement de refroidissement photons. » La première méthode: refroidissement laser, est basé sur le travail de base du Prix Nobel 2018 de physique lauréat du prix Arthur Ashkin de.
Au lieu de cela, les chercheurs utilisent un potentiel chimique de rayonnement thermique (par exemple, le concept est plus communément utilisé pour expliquer comment fonctionnent les cellules). Meyhöfer a déclaré: « Aujourd'hui encore, beaucoup de gens pensent que le potentiel chimique de rayonnement est égal à zéro, mais qui remonte aux années 1980, la théorie suggère alors que, sous certaines conditions, est pas le cas .. »
Lorsqu'il est placé dans un dispositif, le potentiel chimique de la cellule sera le courant d'entraînement. A l'intérieur de la batterie, l'autre extrémité des ions métalliques débit souhaité, car ils peuvent libérer un peu d'énergie (potentiel chimique), et cette énergie sera utilisée pour la production d'électricité. Le rayonnement électromagnétique, y compris la lumière visible et le rayonnement thermique infrarouge, n'ont généralement pas un tel potentiel.
Département de chercheur en génie mécanique, le principal auteur de l'étude Linxiao Zhu a déclaré: « En général pour le rayonnement thermique, l'intensité ne dépend que de la température, mais en fait il y a une autre façon de contrôler ce rayonnement, ce qui rend le refroidissement de notre étude possible ".
Cette approche est « électrique ». En théorie, le positif inverse et les connexions électriques négatives dans la LED infrarouge, non seulement ne l'empêche pas brille, il fait également censé supprimer le rayonnement de la chaleur générée, car elle est effectuée à la température ambiante.
Reddy a exprimé: « LED, par cette méthode de traitement de polarisation inverse, se comportent comme si, à une température plus basse. » Cependant, cette mesure de refroidissement et se révéler intéressante quelque chose est arrivé, est un processus très complexe .
Afin de permettre à une quantité suffisante de lumière infrarouge provenant d'un objet dans la LED, l'objet de LED doit être très proche, d'une distance de moins d'une lumière infrarouge de longueur d'onde unique. Cela nécessite un « champ proche » ou un effet « couplage évanescent », de manière à rendre plus photons infrarouges (particules de lumière), entrer l'objet à refroidir à travers la LED.
Reddy et équipe Meyhöfer a certains avantages à cet égard, comme ils l'ont été dans le chauffage passé et le refroidissement des nanodispositifs, placez-les quelques dizaines de nanomètres, cette distance est inférieure à un millième de la largeur d'un cheveu humain. Dans une telle distance proche, un autre n'échappera pas à l'objet à photon refroidi, entrera dans la LED, il semble qu'il n'y a presque pas d'écart entre eux. L'équipe utilise les laboratoires de vibrations ultra-faibles dans ce laboratoire peuvent être séparés par une distance d'objets à l'échelle nanométrique, tels que les bâtiments en raison de vibrations sur les traces des autres comme il sera considérablement réduit.
Indiqué ci-dessous: Linxiao Zhu montre calorimètre à plate-forme expérimentale et une photodiode. Ce système peut supprimer les vibrations des chambres et des bâtiments, est maintenu de façon stable la distance entre deux objets nano-55 nanomètres.
(Source: Joseph Xu)
En construisant une équipe de mini-calorimètre démontre ce principe. Le micro-calorimétrique, un dispositif permet de mesurer la variation d'énergie, et à l'égard de la taille des micro-LED placée à un mètre. Ces deux appareils continuent de transmettre et de recevoir des photons de l'autre et l'environnement thermique ailleurs.
Comme le montre la figure ci-dessous: modifier la taille de l'équipe de l'Université du Michigan comme un grain de riz d'images au microscope électronique photodiodes proche infrarouge.
(Source: Linxiao Zhu)
La figure ci-dessous montre: L'Université du Michigan calorimètre équipe de fabrication des images au microscope électronique, il peut être perçu zone de plus de 80 nm.
(Source: Linxiao Zhu)
Meyhöfer dit: « Toute émission du corps à la température ambiante est sensiblement caméra de vision nocturne pour capturer la lumière infrarouge provenant de l'objet de la chaleur .. » Une fois que la diode est polarisée en inverse, cependant, il est devenu un objet très basse température, en absorbant la chaleur de l'appareil de mesure les photons. Pendant ce temps, un vide empêchant la conduction de chaleur à travers le calorimètre de retour, produisant ainsi un effet de refroidissement.
valeur
L'équipe a démontré l'effet de refroidissement six watts par mètre carré. En théorie, cet effet peut être produit correspondant à 1000 watts par mètre carré (approximativement égale à la puissance de la lumière du soleil à la surface de la terre) effet de refroidissement.
Cette technologie est très importante pour l'avenir des téléphones intelligents et d'autres appareils pour les ordinateurs. Comme ours plus puissant en puissance de calcul plus en plus petit appareil, le processeur commence restrictions de capacité de refroidissement à la puissance de calcul qui peut être logé dans un espace donné.
Avec cette approche et d'améliorer l'efficacité du taux de refroidissement, les scientifiques espèrent que ce phénomène est devenu un moyen rapide pour absorber la chaleur du microprocesseur du dispositif. Parce que l'entretoise nanométrique assure une isolation entre le microprocesseur et la LED, de sorte que cette méthode peut être appliquée à même un téléphone intelligent, la dissipation thermique améliorée.
mot-clé
Refroidissement, LED, téléphones intelligents
Documents de référence
[1] https://news.umich.edu/running-an-led-in-reverse-could-cool-future-computers/
[2]. Linxiao Zhu, Anthony Fiorino, Dakotah Thompson, Rohith Mittapally, Edgar Meyhöfer & Pramod Reddy photoniques champ proche de refroidissement par le contrôle du potentiel chimique des photons Nature, 2019 DOI 10.1038 :. / s41586-019-0918-8
