Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » «Лазанья» атомного масштаба удерживает тепло

«Лазанья» атомного масштаба удерживает тепло

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:14, Нанотехнологии, 7, 0

«Лазанья» атомного масштаба удерживает тепло

Исследователи из Токийского столичного университета нашли новые способы управления потоком тепла через тонкие материалы путем объединения атомно-тонких слоев атомов в гетероструктуры Ван-дер-Ваальса. Сравнивая разные стопки из разных материалов или даже один и тот же материал после термообработки, они обнаружили, что слабое сцепление и несоответствие между слоями помогли значительно снизить перенос тепла. Их открытие обещает чувствительное управление тепловым потоком на наноуровне в термоэлектрических устройствах.

Тепло везде, и оно течет. Тепло в неположенных местах также может быть вредным. Примеры включают перегрев электроники, поскольку микросхемы производят больше тепло чем они могут уйти, выполняя интенсивные вычислительные задачи. Это может привести к повреждению или значительному сокращению срока службы электронных устройств, что приведет к контролю нагрева расход в наномасштабе - насущная проблема современного общества.

Команда под руководством профессора Казухиро Янаги из Токийского столичного университета работает над способами производства и обработки ультратонких слоев из класса материалов, известных как дихалькогениды переходных металлов. Здесь они взяли слои дисульфида молибдена и диселенида молибдена a одиночный атом толщиной и сложили их вместе в четыре слоя (пленки 4 л). Слои можно соединять по-разному. Уникальный нежный способ переноса больших листов толщиной до атома позволил им создать стопки слоев, связанных вместе силами Ван-дер-Ваальса. Они также могут быть сильно ограничены более традиционными методами, в частности, химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Это дает начало ряду вариантов того, как отдельные слои могут быть соединены вместе, и потенциально контролировать прохождение тепла через них.

Используя специальную технику нанесения покрытия, они смогли с довольно хорошей точностью определить, как незначительное количество тепла проходит мимо этих штабелей. Во-первых, они обнаружили, что слои, прочно связанные CVD, пропускают значительно больше тепла, чем их слабосвязанные аналоги. Этот эффект можно частично обратить вспять путем отжига слабо удерживаемых слоев, сделав связывание более прочным и улучшив перенос тепла. Кроме того, они сравнили стопки из четырех слоев сульфида молибдена с подобной лазаньи структурой, состоящей из чередующихся слоев сульфида молибдена и селенида молибдена. Такие гетероструктуры имели искусственное структурное несоответствие между соседними слоями атомов, что приводило к значительно более низким уровням теплопередачи, более чем в 10 раз меньше, чем у прочно связанных слоев.

Выводы команды не только демонстрируютновые технические разработки, но содержат общие правила проектирования о том, как можно контролировать, как потоки тепла в наномасштабе, хотите ли вы большего или меньшего потока. Эти идеи приведут к разработке ультратонких и сверхлегких изоляторов, а также новых термоэлектрических материалов, из которых тепло можно эффективно направлять для преобразования в электричество.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии