نقص در مواد مختلف، مثل خارج شدن یک اتم از جای خود یا مرزهای مابین بلورکها، معمولاً قابلیت ماده برای اتلاف حرارت را کاهش میدهد. اکنون جیان فنگ گ (Jian Feng Kong) از موسسه ی ماساچوست در کمبریج و همکارانش سازوکاری را پیشبینی کردهاند که بر اساس آن نقص های ناخالصی (ناشی از اتمهای خارجی) در گرافن میتواند اتلاف حرارت را افزایش دهد. این تیم با تحلیل اثر چنان نقص هایی بر روی گسیل محلیِ فونونها توسط الکترونها، دریافتند که این نقص ها میتوانند همچون کاواک تشدید برای فونونها عمل کرده و گسیل فونون را تا ده برابر بهبود بخشند. این سازوکارِ سردسازی را میتوان با اعمال ولتاژی روشن یا خاموش کرد و سردسازی قابل کنترل را در نانوقطعات برپایه ی گرافن عملیاتی ساخت.
کشف سازوکار اتلاف گرما توسط گ (Kong) و همکارانش مزایای فرآیندی متناظر با اثری موسوم به اثر پورسل را برجسته ساخته است؛ اثر پورسل گسیل ارتقاء یافتهای از فونونها با استفاده از اتمِ به دام افتاده در یک کاواک اپتیکیِ تشدید است. در سازوکار جدید بجای یک اتم در یک کاواک، یک الکترون توسط نقص بدام میافتد. وقتی یک گذار الکترونی نقص با انرژی الکترون بدام افتاده تشدید میشود، الکترون به شکل بسیار کارآمدتری فونون گسیل میکند. این گسیلِ بهبودیافته، اتلاف گرما در ناحیه ی حول نقص را تسهیل می کند.
این تیم پیشبینی میکند که سازوکار ارائه شده، بتواند با تغییر انرژی فرمی ورقه ی گرافن تنظیم شود؛ این انرژی، درواقع انرژی الکترونهای اندرکنش کننده با نقص را تعیین میکند. این تنظیم پذیری به شکل تجربی با اعمال ولتاژ به ماده حاصل می شود. پژوهشگران می گویند که این سازوکارِ شبیه پورسل قادر است نقشه های اتلاف گرما در گرافن را توضیح دهد؛چیزیکه نشان میدهد الکترونها بیشترِ انرژی شان را حول نقص ها از دست می دهند.
فیلیپ وارن اندرسون - «اعجوبه‌ای در فیزیک معاصر»
نقص ,یک ,اتلاف ,گرافن ,گسیل ,انرژی ,نقص ها ,اتلاف گرما ,که این ,با نقص ,این سازوکارِ
درباره این سایت