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发现带来了下一代计算所需的纳米级热开关

一项陆军项目的研究人员开发了纳米级热开关,这对于纳米级设备的热管理,制冷,数据存储,热计算和建筑物的热管理至关重要。

发现带来了下一代计算所需的纳米级热开关

《自然纳米技术》杂志发表了一项由密歇根大学研究人员提供的由军方资助的研究,该研究首次展示了如何利用热量在热和冷纳米级厚膜之间通过热传递时产生的纳米级效应来构建纳米级热开关。辐射。

相比于器件,如晶体管,并且可用于控制电流的流动二极管的繁多,当前存在用于控制热流,尤其是在纳米尺度上非常少的提案。为了克服这一挑战,研究人员一直在探索可实现新型功能性热装置的纳米级现象。

“很高兴看到陆军在基础研究上的投资导致发现新型热装置的新效果和概念验证,”美国陆军作战部陆军研究办公室项目经理Chakrapani Varanasi博士说。能力发展司令部的陆军研究实验室。这些发现可能会对军用下一代计算的热管理产生重大影响。”

陆军的网络现代化战略旨在使陆军今晚作战,同时还积极寻求下一代解决方案,以领先于潜在对手。

研究团队在2018年的一项发现强调了如何从纳米级膜向优先方向传输热量,这促使2018年研究的主要作者达科塔·汤普森(Dakotah Thompson)博士开始探索潜在的应用。

“经过深思熟虑,我们很明显可以通过将第三个物体置于纳米膜附近来控制纳米膜的发射特性来创建热开关,”该学院机械工程学教授埃德加·梅霍夫(Edgar Meyhofer)博士说。密歇根大学。

为了检验这一假设,汤普森开发了一种方案,其中可以使一个平面物体与两个进行热交换的共平面膜紧密接近(微米)。

汤普森说:“为了实现这一具有挑战性的目标,我用纳米方法制造了具有空前的量热分辨率和平面台面形物体的悬浮量热设备,并用定制的纳米定位器控制了它们之间的间隔。”

从这些实验中,作者可以证明,只需修改膜与平面台面之间的间隔,即可开启和关闭纳米级膜之间的传热。

为了对实验观察值进行精确的数值预测,密歇根州的博士后研究员Linlin Zhu博士和Thompson进行了详细的计算,显示了观察值如何与光的传播定量相关,光的传播是载体由于热量的缘故,平面台面阻碍了从一个膜到另一膜的热,该平面台面可以吸收在膜之间传播的光或将其反射离开膜。

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