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世界最小人造冰箱問世 溫度降至0.1開氏度
2007-08-07 來源:科學(xué)時(shí)報(bào) 文字:[    ]

  如果用它凍一塊牛排可能太小且不切實(shí)際,但是這種新型精微晶體管——世界上最小的人造“冰箱”——卻能夠用來冷卻那些探測(cè)宇宙中寒冷的塵埃與氣體的X射線傳感器。

  如今排列在電腦芯片上的大部分晶體管主要依賴于在超導(dǎo)材料薄層間傳輸?shù)碾娏鳌F涔δ芗此^的邏輯門——它們利用一個(gè)很小的電壓變化來控制電流的通與斷。與此形成對(duì)照的是,新研制的晶體管則是第一個(gè)控制熱流動(dòng)的設(shè)備。

  由Jukka Pekola率領(lǐng)的芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)的物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一種 半導(dǎo)體,在這一裝置中,電子能夠從超導(dǎo)材料躍遷到晶體管的一個(gè)銅極上。研究人員通過改變電壓實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子能級(jí)的微調(diào),當(dāng)達(dá)到一個(gè)“最佳位置”時(shí),那些能量更高、“滾燙”的電子會(huì)重新返回超導(dǎo)材料。

  而那些能量較低的電子則依然停留在銅極上,從而最終使溫度下降到0.1開氏度。研究小組在7月7日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上報(bào)告了這一研究成果。這一溫度略低于用氦-3進(jìn)行冷卻所能達(dá)到的0.3開氏度,后者是一種標(biāo)準(zhǔn)的低溫技術(shù)。

  美國(guó)科羅拉多州玻爾得市國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的物理學(xué)家Joel Ullom認(rèn)為:“將溫度控制在0.1開氏度具有重要的意義——某些傳感器只有在絕對(duì)低溫的條件下才能完美地工作”,這是由于冷卻的裝置具有較少能干擾信號(hào)的熱噪聲。

  但Ullom同時(shí)強(qiáng)調(diào),這些微型冷卻器的使用仍然是一個(gè)熱門話題,即它們能否用于目前天文學(xué)探測(cè)器所采用的大量冷卻技術(shù)中。

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