| 0 |
|
В схемах лазерного охлаждения фотоны забирают энергию и импульс у атомов и молекул, доводя их температуру почти до абсолютного нуля. Подобные методы могли бы применяться для охлаждения полупроводниковых устройств без необходимости использовать шумные криостаты и жидкие хладоагенты. Но, применительно к твердым телам, лазерное охлаждение работает плохо: поглощаемый свет быстро преобразуется в колебания кристаллической решетки (фононы), которые нагревают материал.
Максим Ришар (Maxime Richard) из Гренобльского университета и французского Национального центра научных исследований (CNRS) вместе с коллегами опубликовал в журнале Physical Review Letters статью, где описывается новая техника охлаждения полупроводников, использующая так называемый «экситон-поляритонный газ».
Экситон-поляритоны в полупроводниках это гибридные состояния, возникающие при связывании фотонов с экситонами (электронно-дырочные пары). Будучи отчасти фотонами, а отчасти экситонами, они могут взаимодействовать как со светом, так и с фононами, обеспечивая эффективный обмен энергией между ними.
В реализованной авторами схеме излучение голубого лазера генерирует «холодные» поляритоны в пределах пятна размером 10 мкм в полупроводниковой микрополости, специально спроектированной для оптимизации связывания поляритонов с фононами. Каждый поляритон может поглотить фонон и превратиться в «горячий» поляритон. Затем, в результате рекомбинации, он излучает фотон, который покидает полость. Утечка вместе с ним части вибрационной энергии и приводит к охлаждению полости.
Поскольку микрополость возбуждалась лазером локально и не была термоизолирована, авторы не могли измерить макроскопическое падение температуры для всей системы, однако, зондируя вибрации кристалла, определили мощность охлаждения, даваемую их схемой. Полученные результаты показывают, что такой «поляритонный морозильник» способен эффективно охлаждать полупроводниковые наноустройства.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
