جهان خارقالعاده گرمايش از راه دور
يک گروه از دانشمندان دانشگاه مريلند کشف کرده است که هنگام عبور جريان الکتريکي از سرتاسر نانولولههاي کربني، اشياء مجاور آنها گرم ميشوند، در حالي که خود نانولولهها سرد باقي ميمانند. درک اين پديده جديدِ کاملا غيرمنتظره ميتواند منجر به راههاي جديد ساخت پردازشگرهاي رايانهاي شود که ميتوانند بدون گرم شدن بيش از حد، در سرعتهاي بالا کار کنند.
کمال بلوچ، يکي از اين محققان، ميگويد: "اين پديده جديد که ما در مقياس نانو مشاهده کردهايم، کاملا برخلاف درک و اطلاعات ما از گرمايش ژول در مقياسهاي بزرگتر ميباشد. الکترونهاي اين نانولوله به طرف بيرون جست و خيز ميکنند و اتمهاي آن ثابت ميمانند؛ به طريقي که اتمهاي مواد مجاور – بستر نيتريد سيليکون – در عوض نوسان ميکنند و گرم ميشوند."
|
|
| http://pnu-club.com/imported/2012/08/985.jpg |
| نمايي از نانولولههاي کربني. |
|
پديدهاي معروف به "گرمايش ژول" بر اين دلالت دارد که يک جريان الکتريکي سبب حرکت الکترونها و جست و خيز اتمهاي يک سيم فلزي و در نتيجه نوسان آنها در مکان خودشان ميشود. اين نوسانها گرما ايجاد ميکنند و همه سيمهاي رسانا اين اثر را نشان دادهاند. از آنجائيکه نشان داده شده است که نانولولههاي کربني مانند سيمهاي فلزي نانومقياس الکتريسيته را هدايت ميکنند، اين محققان انتظار داشتند که هنگامي که جرياني از سرتاسر يک نانولوله عبور ميدهند، اين اثر را ببينند.
آنها براي مشاهده اثر جريان روي يک نانولوله از تکنيکي بنام ميکروسکوپ گرمايي الکتروني استفاده کردند که از جائيکه گرما در افزارههاي الکتريکي نانومقياس توليد ميشود، نقشهبرداري ميکند. آنها انتظار داشتند که گرما در طول نانولوله به تماسهاي فلزي متصل به آن منتقل شود. در عوض، به نظر ميرسد که گرما بطور مستقيم به بستر نيتريد سيليکون زيرين ميپرد و آن را گرم ميکند، در حالي که نانولوله تقريبا سرد باقي ميماند.
اما اينکه چگونه ممکن است که الکترونهاي يک نانولوله باعث نوسان اتمهاي بستر زيرين شوند، در حاليکه با فاصله زياد (حتي چند نانومتر) از همديگر مجزا هستند؟ اين محققان فکر ميکنند که عامل سومي تاثيرگذار است: ميدانهاي الکتريکي.
جون کامينگز، يکي ديگر از اين محققان، توضيح ميدهد: "ما باور داريم که الکترونهاي نانولوله بواسطه اين جريان ميدانهاي الکتريکي ايجاد ميکنند و اتمهاي بستر زيرين بطور مستقيم به اين ميدانها پاسخ ميدهند."
اين محققان اعتقاد دارند که اين اثر گرمايش ژول از راه دور ميتواند کاربردهايي در فناوري رايانه داشته باشد.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجلهي Nature Nanotechnology منتشر کردهاند. |
