Цивилизация
Группа исследователей из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США) обнаружила: когда электрический ток проходит через углеродные нанотрубки, объекты, расположенные неподалёку, нагреваются, в то время как сами нанотрубки остаются прохладными, сообщает «Компьюлента» со ссылкой на публикацию в журнале Nature Nanotechnology.
Объяснение этого совершенно неожиданного явления, быть может, подскажет новые технологии создания компьютерных процессоров, которые смогут работать на более высокой частоте без перегрева.
«Это явление, наблюдающееся только на наноуровне, полностью противоречит здравому смыслу и нашим знаниям об электрическом нагреве в обычных условиях, — говорит ведущий автор работы Камаль Балоч, выполнивший её, будучи студентом. — Электроны нанотрубки от чего-то отскакивают, но не от её атомов. Каким-то образом атомы соседнего материала — подложки из нитрида кремния — вибрируют и нагреваются».
«Эффект немного странный», — признает Джон Камингс, руководивший исследовательским проектом.
Исследователи корпели над экспериментами в области электронной микроскопии. Результат оказывался всегда одним: когда они пропускали электрический ток через углеродные нанотрубки, подложка под ними становилась настолько горячей, что металлические наночастицы на её поверхности расплавлялись, но сами нанотрубки и металлические контакты, присоединённые к ним, не меняли температуры.
Для наблюдения действия тока на нанотрубки исследователи воспользовались методикой тепловой микроскопии, разработанной группой г-на Камингса. Предполагалось увидеть, как тепло проходит по нанотрубке с металлическими контактами. Вместо этого тепло передавалось непосредственно подложке. Но как электроны нанотрубки могли заставить вибрировать атомы подложки, если они разделены приличным нанорасстоянием? Балоч и Камингс полагают, что здесь задействована «третья сторона» — электрические поля.
«Мы считаем, что из-за тока электроны нанотрубки создают электрические поля, и атомы подложки непосредственно реагируют на них, — поясняет г-н Камингс. — Передача энергии происходит именно таким образом, а не потому, что электроны нанотрубки отскакивают от атомов подложки. Хотя и существуют некоторые аналогии с микроволновой печью, физика этих явлений на самом деле очень разная».
Балоч добавляет, что удалённый электрический нагрев может иметь далекоидущие последствия для вычислительной техники. «В настоящее время производительность компьютерного процессора ограничивается его частотой, а последняя лимитируется тем, что процессор нагревается, — рассуждает исследователь. — Если найти способ избавляться от тепла более эффективно, он будет работать быстрее. Транзистор, который не рассеивает энергию в виде тепла, как нанотрубки в нашем эксперименте, мог бы всё изменить».
