Loading

Лазерное охлаждение заменит громоздкие криогенные системы

Создано 15.02.2013 07:39
Автор: Алексей Норкин

Лазерное охлаждение заменит громоздкие криогенные системы

Охлаждение – процесс необходимый как в технике, так и в повседневной жизни. Как правило, для охлаждения и кондиционирования используются громоздкие системы, занимающие пространство и расходующие энергию. Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре утверждают, что, возможно, неудобные и шумные компрессоры и холодильники вскоре уйдут в прошлое. Исследователи совершили прорыв в технологии лазерного охлаждения, впервые остудив таким способом полупроводник на 40 градусов Цельсия.

В своей работе доцент Сюнь Кихуа (Xiong Qihua) из Школы физико-математических наук, электротехники и электроники использовал полупроводниковый материал сульфид кадмия, который охладил, используя лазер с температуры +20оС до -20оС. Сульфид кадмия – неорганическое соединение, относящееся к группе полупроводников и широко использующееся в пигментах, солнечных батареях и электронных датчиках.

Возможность охлаждения полупроводников лазером может оказаться весьма востребованной и вызвать настоящий переворот в охладительных технологиях. Современные электронные приборы часто требуют отвода лишнего тепла и даже экстремального охлаждения, для чего используется жидкий азот и жидкий гелий. Кроме того, что они занимают много места и расходуют много энергии, емкости и трубопроводы с хладагентами несут в себе потенциальную опасность выбросов в атмосферу вредных парниковых газов. По мнению профессора Сюнь, громоздкие системы с хладагентами могут быть заменены оптическими устройствами, не содержащими жидких теплоносителей и не опасными для природы.

Современные компьютерные процессоры становятся все мощнее и быстрее, но также генерируют все больше тепла, которое необходимо отводить. По мнению некоторых экспертов, если не будут найдены и внедрены новые эффективные способы для поддержания более низкой температуры рабочей среды, это может привести к замедлению темпов увеличения быстродействия компьютеров.

Внедрение технологий лазерного охлаждения может привести к появлению компактных и экономичных устройств для различных приложений. Уменьшится зависимость процессоров от внешних охладителей, таких как вентиляторы и криогенные системы, вместо которых будут использоваться встроенные лазеры.

«Если мы научимся использовать возможности лазерного охлаждения, это будет означать, что медицинские устройства, требующие экстремального охлаждения, такие как МРТ, где используется жидкий гелий, смогут отказаться от громоздких систем с хладагентом, заменив их встроенными оптическими охладителями», - считает профессор Сюн.

Наньянский технологический университет, Сингапур

Как выяснили ученые из Сингапура, теоретически, полупроводники могут быть охлаждены до гораздо более низких температур, чем минус 20оС, до температуры жидкого азота. В настоящее время коллектив стремиться расширить пределы возможностей оптических систем и работает над тем, чтобы достичь температуры жидкого гелия, которая составляет минус 269оС.

Рыночный потенциал компактных, рентабельных, свободных от вибраций и экстремальных хладагентов устройств охлаждения огромен. Потребность в них лишь рынка энергоэффективных зданий к 2017 году по данным организации «Аналитики глобальной промышленности» (Global Industry Analysts, GIA) оценивается суммой 100 миллиардов долларов.

По материалам NTU

Комментарии: