Jäähdytettyjä elektroneja

Texasin Arlingtonin yliopiston tutkijaryhmä on löytänyt tavan jäähdyttää elektroneja -228 Celsius-asteeseen ilman ulkoista keinoa ja huoneen lämpötilassa. Tällainen kehitysaskel saattaa mahdollistaa elektronisten laitteiden toimia hyvin vähällä energialla.

Prosessissa elektronit kulkevat kvanttikaivon läpi jäähdyttäen ne eli estäen niitä saamasta ylimääräistä energiaa. Tämä tapahtuu mikrosirulla ilman, että sitä upotetaan jäähdytyslaitteeseen.

Kylmien elektronien aikaansaaminen huoneenlämmössä poistaa esimerkiksi vaatimuksen käyttää nestemäistä heliumia tai typpeä jäähdytykseen.

Elektronit ovat termisesti virittyneitä jopa huoneenlämmössä, mikä on luonnollinen ilmiö. Jos tämä elektroniheräte voitaisiin tukahduttaa, niin elektronien lämpötilaa voidaan tehokkaasti alentaa ilman ulkopuolista jäähdytystä.

Työssään ryhmä käytti nanomittakaavan rakennetta, joka koostuu peräkkäisistä lähde-elektrodista, kvanttikaivosta, tunnelointiesteestä, kvanttipisteestä, toisesta tunnelointiesteestä ja nieluelektrodista. Tällaisen ketjun läpikäytyään elektronit saatiin jäähdytettyä 45 Kelvin-asteeseen.

Kylmät elektronit lupailevat uudenlaista transistoria, joka voi toimia erittäin pienellä energian kulutuksella. Toteutettuna tällaiset transistorit vähentäisivät elektroniikkalaitteiden energiankulutusta kymmenkertaisesti verrattuna nykyiseen teknologiaan