(Nanowerk Haberleri) EPFL mühendisleri, uzayın sıcaklığından daha düşük sıcaklıklarda ısıyı verimli bir şekilde elektrik voltajına dönüştürebilen bir cihaz yarattılar. Yenilik, teknolojinin ilerlemesinin önündeki önemli bir engelin aşılmasına yardımcı olabilir. kuantum hesaplama En iyi şekilde çalışması için son derece düşük sıcaklıklar gerektiren teknolojiler. Kuantum hesaplamaları gerçekleştirmek için, kuantum bitleri (qubitler) Atomik hareketi yavaşlatmak ve gürültüyü en aza indirmek için milikelvin aralığındaki (-273 Celsius'a yakın) sıcaklıklara soğutulması gerekir. Ancak bu kuantum devrelerini yönetmek için kullanılan elektronikler, bu kadar düşük sıcaklıklarda ortadan kaldırılması zor olan ısı üretir. Bu nedenle mevcut teknolojilerin çoğu, kuantum devrelerini elektronik bileşenlerinden ayırmalı, bu da gürültüye ve verimsizliklere neden olarak laboratuvarın ötesinde daha büyük kuantum sistemlerinin gerçekleştirilmesini engellemelidir. Andras Kis'in liderliğindeki EPFL'nin Nano Ölçekli Elektronik ve Yapılar Laboratuvarı'ndaki (LANES) Mühendislik Fakültesi'ndeki araştırmacılar, artık yalnızca aşırı düşük sıcaklıklarda çalışan değil, aynı zamanda oda sıcaklığında mevcut teknolojilerle karşılaştırılabilir bir verimlilikle çalışan bir cihaz ürettiler. "Mevcut teknolojilerin dönüşüm verimliliğine uygun, ancak kuantum sistemleri için gereken düşük manyetik alanlarda ve ultra düşük sıcaklıklarda çalışan bir cihaz yaratan ilk biziz. LANES doktora öğrencisi Gabriele Pasquale, "Bu çalışma gerçekten bir adım önde" diyor.
Bir indiyum selenit kanalını (mor), grafen elektrotları (yatay bantlar) ve bir lazer ışınını (kırmızı) gösteren cihazın 3 boyutlu şeması. (Resim: LANES EPFL) Yenilikçi cihaz, mükemmel elektrik iletkenliğini birleştiriyor grafen indiyum selenitin yarı iletken özellikleri ile. Sadece birkaç atom kalınlığında olan bu cisim, iki boyutlu bir nesne gibi davranıyor ve malzeme ile yapının bu yeni kombinasyonu, benzeri görülmemiş bir performans sağlıyor. Başarı şurada yayınlandı: Doğa Nanoteknolojisi (“İki boyutlu van der Waals heteroyapılarında elektriksel olarak ayarlanabilir dev Nernst etkisi”).
Nernst etkisinden yararlanma
Cihaz, değişen sıcaklığa sahip bir nesneye dik bir manyetik alan uygulandığında elektrik voltajı üreten karmaşık bir termoelektrik olay olan Nernst etkisinden yararlanıyor. Laboratuvar cihazının iki boyutlu yapısı, bu mekanizmanın verimliliğinin elektriksel olarak kontrol edilmesine olanak tanıyor. 2D yapı, EPFL MikroNanoTeknoloji Merkezi'nde ve LANES laboratuvarında üretildi. Deneyler, bir ısı kaynağı olarak bir lazerin ve uzaydan bile daha soğuk bir sıcaklık olan 100 millikelvin'e ulaşmak için özel bir seyreltme buzdolabının kullanılmasını içeriyordu. Bu kadar düşük sıcaklıklarda ısıyı voltaja dönüştürmek genellikle son derece zordur, ancak yeni cihaz ve Nernst etkisinden yararlanılması bunu mümkün kılarak kritik bir boşluğu dolduruyor. kuantum teknolojisi. “Soğuk bir ofiste bir dizüstü bilgisayar düşündüğünüzde, dizüstü bilgisayar çalışırken yine de ısınacak ve odanın sıcaklığının da artmasına neden olacaktır. Kuantum hesaplama sistemlerinde bu ısının kübitleri rahatsız etmesini engelleyecek bir mekanizma şu an için bulunmuyor. Cihazımız bu gerekli soğutmayı sağlayabilir" diyor Pasquale. Fizik eğitimi alan Pasquale, bu araştırmanın şimdiye kadar yeterince araştırılmamış bir olgu olan düşük sıcaklıklardaki termogüç dönüşümüne ışık tutması nedeniyle önemli olduğunu vurguluyor. LANES ekibi, yüksek dönüşüm verimliliği ve potansiyel olarak üretilebilir elektronik bileşenlerin kullanımı göz önüne alındığında, cihazlarının halihazırda mevcut düşük sıcaklıklı kuantum devrelerine entegre edilebileceğine inanıyor. "Bu bulgular bilimde büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor" Nanoteknoloji ve milikelvin sıcaklıklarda kuantum hesaplama için gerekli olan gelişmiş soğutma teknolojilerinin geliştirilmesi konusunda umut vaat ediyor" diyor Pasquale. "Bu başarının gelecekteki teknolojiler için soğutma sistemlerinde devrim yaratabileceğine inanıyoruz."- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=65478.php
