美縮微冰箱讓龐然大物失溫 (2005-05-08)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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來源:科技日?qǐng)?bào)
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美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的科學(xué)家用芯片級(jí)的電冰箱,首次將體積大上萬倍的物體降溫至接近絕對(duì)零度。這種實(shí)心冰箱可以被用來為半導(dǎo)體檢測(cè)和天文研究中使用的高敏感低溫傳感器降溫。有關(guān)論文刊已登在4月25日的《應(yīng)用物理通訊》上。
這種微型冰箱的大小只有25×15微米,呈三明治結(jié)構(gòu),由普通金屬層、絕緣層和超導(dǎo)金屬層組成。當(dāng)給三明治結(jié)構(gòu)的兩側(cè)施加電壓時(shí),普通金屬層中最活躍的電子就會(huì)穿過絕緣層來到超導(dǎo)層,普通金屬層的溫度隨之劇降,被冷凍物體的電能和振動(dòng)能也隨之流失。
科學(xué)家將4個(gè)微型冰箱組合在一起,為一塊長(zhǎng)寬均為450微米、厚0.4微米的硝酸硅薄膜降溫,在薄膜的中央還粘著一個(gè)250微米見方的鍺(一種常用作半導(dǎo)體的金屬)立方體。這個(gè)立方體的體積是4個(gè)冰箱體積總和的1.1萬倍,研究人員將它比作用正常人大小的冰箱為自由女神像降溫。試驗(yàn)中,薄膜和鍺立方體的溫度都降到了0.2開氏度,論文認(rèn)為這種冰箱的性能還可以進(jìn)一步提升。
據(jù)介紹,這種冰箱比同一性能的常規(guī)降溫設(shè)備體積更小、造價(jià)更低。由于制作采用的是普通的芯片制造技術(shù),因此很容易生產(chǎn)并與其它微型設(shè)備組合。
根據(jù)掃描電鏡顯示,中央是鍺立方體和硝酸硅薄膜,四圍淺色邊中央處突出的小矩形就是芯片級(jí)的冰箱。