Учёные охладили полупроводник светом
Парадоксальное охлаждение за счёт нагревания
продемонстрировали специалисты из института Нильса Бора. Авторы опыта
считают, что эта технология пригодится для создания высокочувствительных
механических и электрических датчиков, а также компонентов квантовых
компьютеров.
Физики провели эксперимент в области оптомеханики,
изучающей взаимодействие света с подвижными объектами. В качестве
испытательного образца выступила пластинка из арсенида галлия.
При толщине всего 160 нанометров её размеры превышали 1 х 1 миллиметр, сообщает институт.
Эту наномембрану учёные поместили в специальном
держателе в вакуумную камеру и направили на неё лазерный луч мощностью
50 микроватт. Отражённый свет попадал на зеркало и возвращался к
пластине полупроводника.
 Рис. 1. Усами за установкой в институте Нильса Бора (фотографии Ola J. Joensen).
Дальше начиналось самое интересное. Часть света пластинка поглощала, и
это приводило к появлению свободных электронов, чуть-чуть разогревавших
материал. Разогрев приводил к периодическому термическому расширению,
из-за которого менялось расстояние между поверхностью мембраны и
зеркала, создавая колебания. А они на ходу изменяли и параметры
резонатора.
 Рис. 2. Авторы эксперимента измеряли
колебания мембраны с высокой точностью
при помощи пробного луча, направляемого
под углом к поверхности. На рисунке зелёный
цвет означает –20 мкм/с, красный — +20 мкм/с
(иллюстрация Niels Bohr Institutet).
Исследователи установили, что
уникальные электронные, оптические и механические свойства пластины
при определённом излучении приводят к необычному явлению: хотя мембрана в
целом немного нагревается от луча, её тепловые колебания в нужном
направлении таким методом можно подавить, причём настолько, что это
будет соответствовать падению температуры с комнатной до минус
269 градусов Цельсия.
В новой технологии наблюдается явная аналогия с известным лазерным охлаждением.
Но тот способ работает с облаками атомов (ионов) в оптических ловушках,
но вовсе не с твёрдыми телами, тем более – макроскопических размеров.
- Источник(и):
1. Институт Нильса Бора 2. membrana.ru
http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/uchenye-okhladili-poluprovodnik-svetom
| 
