Los investigadores de la Universidad de Tokio han anunciado un nuevo enfoque para la refrigeración eléctrica sin la necesidad de piezas móviles. Al aplicar un voltaje de polarización a los pozos cuánticos hechos de arseniuro de aluminio y galio semiconductor, se pueden hacer electrones para eliminar parte de su calor en un procesollamado "enfriamiento por evaporación". Los dispositivos basados en este principio pueden agregarse a las placas de circuitos electrónicos utilizando métodos convencionales de fabricación de semiconductores para ayudar a los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles a evitar problemas de rendimiento causados por las altas temperaturas.
Los consumidores adoran la electrónica portátil. Pero a medida que los teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles se vuelven más pequeños y potentes, la posibilidad de sobrecalentamiento se convierte en una preocupación cada vez más apremiante. Actualmente, los ventiladores disponibles son ruidosos, voluminosos y tienen piezas móviles que pueden fallar. Ahora,Los científicos del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio han introducido una nueva solución de estado sólido hecha de semiconductores que se pueden convertir fácilmente en teléfonos inteligentes o computadoras portátiles.
"Los dispositivos portátiles modernos han permitido la revolución actual de la información", explica uno de los primeros coautores, Marc Bescond. "Sin embargo, esta miniaturización viene con desafíos inherentes al calor residual producido. Nuestro nuevo sistema permite el enfriamiento en chiputilizando procesos estándar de fabricación de semiconductores ".
Los pozos cuánticos son estructuras a nanoescala lo suficientemente pequeñas como para atrapar electrones. El tipo de pozo cuántico utilizado en esta investigación se denomina heteroestructura asimétrica de doble barrera. En estos dispositivos, los pozos de arseniuro de galio muy estrechos están separados por capas de arseniuro de aluminio y galio. Cuandoel voltaje de polarización aplicado es igual a la energía del nivel cuántico dentro del pozo, los electrones pueden usar túneles resonantes para pasar fácilmente a través de una barrera. Sin embargo, solo los electrones con altas energías cinéticas podrán continuar más allá de una segunda barrera.los "electrones de movimiento rápido más calientes escapan, mientras que los electrones lentos" más fríos "quedan atrapados, el dispositivo se vuelve más frío.
Este "enfriamiento por evaporación" es análogo al proceso que te hace sentir frío cuando sales de una piscina. Las moléculas de agua con más energía térmica son las primeras en evaporarse de la piel, llevándose su calor con ellas.
"Hemos logrado un enfriamiento de electrones de hasta 50 grados centígrados en condiciones ambientales. Estos resultados hacen que nuestros dispositivos de pozo cuántico sean prometedores para la gestión integral del calor en dispositivos inteligentes", dice el autor principal Kazuhiko Hirakawa. "Los futuros teléfonos inteligentes pueden venir con placas de circuitos internosembalado con aún más componentes, siempre que también tengan algunos de estos pozos cuánticos de enfriamiento ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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