Multi gamers circum orbem terrarum qui Xbox 360 aetates experti sunt, familiariter sunt cum condicione eorum, cum consolantur in sartagine, quibus ova frigere possent. Similis condicio tristis non solum cum lusu solatur, sed etiam cum phonis, laptop, tabulis et multo pluribus. In principio, fere quaelibet electronica machina potest concussionem scelerisque experiri, quae non solum ad defectum et perturbationem possessoris sui ducere potest, sed etiam ad "malus boom" pugnae et gravem iniuriam. Hodie cognoscemus pervestigationem qua scientiarum Universitatis Stanfordiae, sicut Nick Fury e comicis, clipeum creaverunt, qui partes electronicas sensitivas calori-sensivas tuetur, et consequenter eorum naufragii prohibet. Quomodo phisicis fabricare clypeum scelestum curo, quae sunt praecipuae partes et quam efficax est? De hoc magisque discimus ex relatione coetus inquisitionis. Vade.
Investigatio basis
Quaestio de overheating diu notum est, et variis modis phisicis solvendum est. Nonnulli populares sunt usus vitreorum, plasticorum et etiam laminis aeris, qui quasi quaedam radiorum scelerisque insulatorum sunt. In rebus hodiernis, haec methodus emendari potest reducendo crassitudinem iaci- tutis tutelae ad plures atomos sine amissione scelerisque velit proprietates. Id ipsum fecerunt investigatores.
Nos utique de nanomaterialibus loquimur. Usus eorum in scelerisque velit ante complicatus erat eo quod necem coolants (phonons *) insigniter brevior quam electrons vel photons.
Phonon* - quasiparticulum, quod est quantum motuum vibrationum atomorum cristallorum.
Praeterea, phonons ob naturas bosonicas, impossibilis est eas intentione moderari (ut fit onerariis onerariis), quae plerumque difficilem calorem in solidorum translatione temperare facit.
Antea, thermarum proprietatum solidorum, sicut nos admonent investigatores, moderabantur per membranas nanolaminatas et superlatticas propter perturbationem structurarum ac densitatis interfaces, vel per pii et germanium nanowires propter phononem validum spargendi.
Compluribus methodis insulationis thermarum supra descriptis, phisici confidenter parati sunt duas materias dimensivas tribuere, quarum crassitudo plures atomos non excedit, quae faciles in scala atomica moderari facit. In studiis suis utebantur van der Waals (vdW) conventus atomorum tenuium 2D stratorum, ut altissimas scelerisque resistentias per heterostructuram assequantur.
Van der Waals copias * — virium commercium intermolecular/interatomicum cum energia 10-20 kJ/mol.
Nova ars effecit ut scelerisque resistentiam in 2 nm crassa vdW heterostructuram comparandam obtineret, quod in 2 nm densum SiO300 (dioxide pii) iacuit.
Praeterea, usus heterostructurarum vdW effecit ut imperium possessiones scelerisque in gradu atomico obtineat per strationem monolayorum heterogeneorum XNUMXD cum diversis densitatibus et modis vibrational mole atomicis.
Itaque felem whiskers non trahas et eventus huius mirabilis investigationis incipias considerare.
Investigationis eventus
Imprimis cognoscamus notas microstructuras et opticas heterostructuras vdW in hoc studio adhibitorum.
Imago #1
Ad imaginem 1a crux-sectionalis diagramma demonstrat heterostructurae quattuor iacuit (a summo ad imum): graphene (Gr), MoSe2, MoS2, WSe22 et SiO2/Si subiecta est. Ad scan simul omnes ordines, utere Raman laser * apud 532 necem um.
Raman laser * - genus laseris in quo principale machinamentum lucis amplificationis Raman spargens est.
Raman spargensvicissim est inelastica dissipatio radiorum opticorum in moleculis substantiae, quae cum notabili mutatione frequentia radiorum comitatur.
Plures modi adhibebantur ad confirmandum microscopia, scelerisque et electrica homogeneitatem heterostructuram: intuens transmissio microscopii electronici (STEM), photoluminescens spectroscopia (PL), Kelvin microscopia (KPM), microscopia scelerisque (SThM), necnon Raman spectroscopium ac thermometria.
imagini 1b Ostendit nobis spectrum Ramanis a Gr/MoSe2/MoS2/WSe22 heterostructurae in a SiO2/Si substrata situ notato rubra notato. Hoc argumentum ostendit uniuscuiusque monolayer subscriptio in strato ordinata, necnon subscriptione Si subiecti.
In 1c-1f atro-campi STEM imagines Gr/MoSe2/MoS2/WSe22 heterostructure monstrantur (1s) et Gr/MoS2/WSe22 heterostructurae (1d-1f) Diversis cancellis orientationes. STEM imagines atomice ostendunt lacunas vdW arctas sine ulla contaminatione, sino altiore crassitudine harum heterostructurarum plene visibiles esse. Praesentia coniunctionis interiectionis confirmata est etiam in magnis locis intuens utens spectroscopia photoluminescens (PL)1g). Signum photoluminescentium singularum stratorum intra heterostructuram signanter supprimitur, cum signo monolayeri solitarii. Hoc explicatur per processum criminis interpositae translationis ob commercium interpositum claudum, quod etiam fortior fit post furnum.
Imago #2
Ut calor perpendicularis metiretur in planis atomicis heterostructurae, ordinatio laminis structa est in modum quattuor-probalium electrica machinationum. In summo tabulato graphenae contactuum palladium (Pd) electrodes calefaciens adhibetur ad mensuras thermometriae Raman.
Haec methodus calefactionis electricae praecisam quantitatem potentiae inputationis praebet. Alia methodus calefactionis possibile, optica, difficilior esset efficiendi ob ignorantiam effusio coefficientium singularum ordinum.
In 2a mensurae speculatoriae mensurae quattuor circuitus demonstrat 2b spectat summa structura probata. Schedule 2s caloris translatio notas mensuratas ostendit pro tribus machinis, una tantum graphene continens et duas continens Gr/WSe22 et Gr/MoSe2/WSe22 stratum vestit. Omnes variantes mores graphenae ambipolaris demonstrant, quae cum strophio band absentia coniungitur.
Inventum etiam est venam conductionem et calefactionem fieri in strato superiore (graphene), cum eius conductivity electricae plures ordines magnitudinis altiores sint quam MoS2 et WSe22.
Ad homogeneitatem probatarum machinarum demonstrandam, mensurae adhibitae sunt utendo microscopio Kelvin probe (KPM) et microscopio thermaico (SThM). In chart 2d Mensurae KPM ostenduntur distributio potentialis linearis revelantis. Eventus SThM analysis monstrantur in 2s. Hic videmus tabulam canalium electricae calefactorum Gr/MoS2/WSe22, necnon praesentiam uniformitatis in calefactione superficiei.
Artes perscrutationes supra descriptae, speciatim SThM, homogeneitatem structurae studiorum, id est, homogeneitatem suam, in terminis temperaturis, confirmavit. Proximus gradus erat quantitare temperaturam singularum partium in Raman spectroscopio (i.e., Raman spectroscopio).
Omnes tres machinis temptatae sunt, singulae cum area ~40 µm2. Hoc in casu, potentia calefacientis mutata est per 9 mW, et potentia laser absorpta infra ~5 μW erat cum macula laseris area ~0.5 μm2.
Imago #3
In chart 3a Augmentum in temperatus (∆T) cuiusque tabulae et substratis visibilis est sicut potentia calefacientis in Gr/MoS2/WSe22 heterostructura augetur.
Devexa functionis linearis pro unaquaque materia (straico) indicant resistentiam scelerisque (Rth=∆T/P) inter singulos ordines et calorem submersum. Data aequabili distributione calefactionis super aream, resistentiae scelerisque facile resolvi possunt ab imo ad summum stratum, in quo valores eorum per aream canalem normalizatae sunt (WL).
L et W canalis longitudo et latitudo sunt, quae signanter maiora sunt quam crassitudo subiecti SiO2 et lateralis longitudinis calefactionis scelerisque, quod est ~0.1 µm.
Ergo formulam trahere possumus resistentiae scelerisque subiectorum Si, quae talis erit:
Rth, Si ≈ (WL) 1/2 / (2 .kSi)
In hoc situ kSi ≈ 90 W m−1 K−1, quod est expectata scelerisque conductivitas talis valde doped subiecta.
Differentia inter Rth, WSe2 et Rth,Si est summa resistentiae scelerisque 2 nm crassis SiO100 et resistentiae scelerisque terminus (TBR) interfaciei WSe2/SiO2.
Praemissis omnibus simul aspectibus, statuere possumus Rth, MoS2 Rth, WSe2 = TBRMoS2/WSe2, et Rth,Gr − Rth, MoS2 = TBRGr/MoS2. Proin lacinia purus ex 3a Fieri potest ut valorem TBR extrahendi pro singulis interfaces WSe2/SiO2, MoS2/WSe2 et Gr/MoS2.
Deinde, viri docti totam scelerisque resistentiam omnium heterostructurarum comparaverunt, utentes Raman spectroscopio et microscopio scelerisque metiri (3b).
Bilayer et trilayer heterostructurae in SiO2 exhibentur resistentiam efficacem in extensione 220 ad 280 m2 K/GW ad locus temperatus, qui aequivalet resistentiae scelerisque SiO2 cum crassitudine 290 ad 360 nm. Non obstante quod crassitudo heterostructurarum sub studio 2 um non excedit (1d-1f) Conductivitas scelerisque eorum est 0.007-0.009 W m−1 K−1 in locus temperatus.
Imago #4
Imago 4 ostendit mensuras omnium quattuor structurarum et limes conductivity (TBC) interfaces, quae nobis sinit aestimare gradum influentiae uniuscuiusque tabulati in resistentia scelerisque ante metiri (TBC = 1/TBR).
Inquisitores notant hanc esse mensurationem primitivam semper TBC pro atomice interfacies inter seiunctas monolayers (2D/2D), nominatim inter WSe2 et SiO2 monolayers.
TBC monolayer WSe2/SiO2 minor est quam interfacii multilayer WSe2/SiO2, quod mirum non est cum monolayus signanter pauciores habet modos phonon flexionis promptos ad tradendum. Simpliciter positum, TBC interfacii inter 2D strata inferior est quam TBC interfacii inter 2D stratum 3D et 2D SiOXNUMX substrata.4b).
Pro accuratiore studiorum notis ac simplicium rerum notis commendo и ad eum.
epilogus,
Haec investigatio, ut ipsi viri docti affirmant, nobis scientiam praebet quae in exsequendis interfaces scelerisque atomicis applicari possit. Hoc opus ostendit facultatem efficiendi metateriales caloris insulandi, quarum proprietates in natura non inveniuntur. Praeterea studium etiam confirmavit facultatem accurate mensuras temperaturas talium structurarum perficiendi, non obstante scala atomica stratorum.
Heterostructurae supra descriptae fundamentum ultra-lucis et compactae scelerisque "clypei" fieri possunt, capax, exempli gratia, caloris ab calidis maculis electronicis removendi. Praeter haec technologia in generantibus thermoelectricis vel in artibus sceleste moderatis adhiberi potest, eorum effectus augens.
Hoc studium iterum confirmat scientiam modernam graviter interesse in principio "efficientiae in thimble", quae dici non potest stultam ideam, posita planetae facultates limitatas et continuum incrementum in omnibus technologicis innovationibus exigentibus.
Tibi gratias ago pro attentione tua, curiosus mane et omnes hebdomadam magnam habes! 🙂
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; 30% discount pro usoribus Habr in singulari analogo de servientibus ingressuri, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 temporibus vilius? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com