Испанские ученые создали прототип теплового запоминающего устройства
Ученые из Испании разработали прототип теплового запоминающего устройства, способного переключаться между разными состояниями теплопроводности под действием малых электрических напряжений. Исследование открывает путь для активного управления теплом в твердотельных устройствах с потенциалом применениями в терморегуляции электронных систем, преобразовании энергии и разработке технологий обработки информации на основе тепла.
Устройство, созданное специалистами из Центра исследований биологической химии и молекулярных материалов (CiQUS) в сотрудничестве с университетами Барселоны и Сарагосы, сочетает два ключевых элемента: характерную для сегнетоэлектриков электрическую поляризацию и наличие кислородных вакансий, которые действуют как барьеры для теплопередачи. работает аналогично битам в обычной электронике: оно может быть запрограммировано на высокую теплопроводность (состояние «включено») или низкую теплопроводность («выключено»), сохраняя свою конфигурацию даже после снятия электрического стимула. Это позволяет использовать его в качестве тепловой памяти.
В основе устройства — сверхтонкие пленки (толщиной всего в несколько нанометров) из оксида гафния и циркония, обладающие сегнетоэлектрическими свойствами, пишет Phys.
Ключевой механизм основан на электрическом управлении движением атомарных дефектов — кислородных вакансий. В зависимости от приложенного напряжения вакансии либо накапливаются, либо рассеиваются внутри материала, меняя степень распространения тепла. Взаимодействие между сегнетоэлектрической поляризацией и этими дефектами позволяет точно регулировать теплопроводность системы.
Этот процесс приводит к гистерезисному поведению, — то же самое происходит в сегнетоэлектрических материалах — которое позволяет определить два стабильных и энергонезависимых тепловых состояния.
Несмотря на то, что открытие находится на фундаментальной стадии и до практического применения еще далеко, система демонстрирует многообещающие характеристики: она работает при относительно низких напряжениях, а созданные тепловые состояния сохраняют стабильность в течение дней без заметной деградации.
Среди уже обнаруженных ограничений, указывающих направление будущих исследований, — низкая скорость переключения.
Команда исследователей из Австралии разработала технологию невидимой передачи данных, замаскированных под фоновое тепловое излучение. Используя явление «отрицательной люминесценции», им удалось передавать 100 килобит данных в секунду так, что перехват стал практически невозможен.
aprioric 2 часа 31 минуту назад