เมื่อพูดถึงการขนส่งพลังงาน ธรรมชาติมีเครื่องมือสำคัญสองอย่างในการกำจัด: การนำความร้อนและไฟฟ้า แต่ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ไม่เคยได้รับการปฏิบัติอย่างเท่าเทียมกันจากนักวิทยาศาสตร์ ไฟฟ้าผ่านทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ทำให้เกิดการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงชีวิตของเราในหลาย ๆ ด้าน แต่อุปกรณ์ที่คล้ายกันที่ควบคุมการไหลของความร้อนยังคงไม่สามารถใช้งานได้
แม้ว่าจะมี
การวิจัยมาหลายสิบปีก็ตาม ปัญหาคือการควบคุมการไหลของความร้อนในของแข็งนั้นยากกว่าการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน ต่างจากอิเล็กตรอนตรงที่พาหะของความร้อน (โฟนัน) ไม่ใช่อนุภาคแบบจุดที่มีคุณสมบัติแน่นอน แต่เป็นกลุ่มของพลังงานที่ไม่มีมวลหรือประจุ ดังนั้นจึงไม่ได้รับผลกระทบ
จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติได้จัดการการไหลของความร้อนมาเป็นเวลาหลายพันล้านปีแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิต คุณเพียงต้องพิจารณาว่าร่างกายจัดการอย่างไรเพื่อให้อวัยวะภายในแต่ละส่วนมีอุณหภูมิที่เหมาะสมเท่านั้นเพื่อดูว่าเหตุใด
ดังนั้นจึงต้องเป็นไปได้ แม้ว่าจะต้องใช้กลไกทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในการควบคุมความร้อนทางเทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม เราอาจกำลังจะเปลี่ยน “โฟนิกส์” จากความฝันให้กลายเป็นความจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิจัยเพิ่งสร้างไดโอดระบายความร้อน ทรานซิสเตอร์ความร้อน
และเทอร์มอลลอจิกเกต ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์ระบายความร้อนที่ใช้งานได้ ส่วนประกอบดังกล่าวยังเพิ่มความเป็นไปได้ที่ความร้อนซึ่งถือว่าไร้ประโยชน์หรือเป็นอันตรายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาช้านานอาจถูกนำมาใช้เพื่อประมวลผลข้อมูล ดังนั้นโฟนิกส์จะเพิ่มมิติทางกายภาพใหม่
ให้กับการประมวลผลข้อมูล นอกเหนือจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโฟโตนิกส์ การไหลของความร้อนทางเดียว ส่วนประกอบโฟนิกพื้นฐานที่สุดคือเทอร์มอลไดโอด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำความร้อนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ผลกระทบทางความร้อนตามทิศทางถูกสังเกตเป็นครั้งแรก
ในส่วนต่อประสาน
ระหว่างทองแดงกับคิวรัสออกไซด์โดยนักฟิสิกส์ ในนิวยอร์กในช่วงทศวรรษที่ 1930 ในช่วงสามทศวรรษต่อมา นักวิจัยได้ทำการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการไหลของความร้อนผ่านส่วนต่อประสานของวัสดุดังกล่าว ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับเหล็กและอะลูมิเนียม แต่หากไม่มีรากฐานทางทฤษฎีที่เข้มงวด
เช่น ไดนามิกส์แบบไม่เชิงเส้น หรือพลังการประมวลผลที่เพียงพอในการจำลองกระบวนการ ไดโอดความร้อนในยุคแรก ๆ เหล่านี้คงไม่มีอะไรมากไปกว่าของเล่นที่น่าสนใจ สถานการณ์นั้นเปลี่ยนไปอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในปี 2545 ในโคโม ประเทศอิตาลี และเพื่อนร่วมงานได้เสนอแบบจำลองอย่างง่าย
ของไดโอดความร้อนตามการสั่นพ้อง ระบบทางกายภาพทั้งหมดมีความถี่ธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าสามารถขนส่งพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากโดยกระตุ้นระบบด้วยการสั่นสะเทือนที่ความถี่นั้น นี่คือสิ่งที่ทำให้สามารถผลักเด็กให้สูงบนชิงช้าโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย เนื่องจากพลังงาน
พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อวัสดุไม่เชิงเส้นที่มีความถี่เรโซแนนซ์ซึ่งขึ้นกับอุณหภูมิอย่างมากถูกคั่นกลางระหว่างส่วนที่เกือบจะเป็นเส้นตรงสองส่วน ซึ่งเป็นความถี่ที่แทบไม่แปรผันตามอุณหภูมิเลย เขาพบว่าความถี่ของวัสดุจะตรงกันเมื่ออุณหภูมิลดลง (คล้ายกับแรงดันตกในวงจรไฟฟ้า)
ในทิศทางหนึ่งและไม่ตรงกันเมื่ออุณหภูมิลดลงในทิศทางอื่น ผลที่ได้คือความร้อนสามารถไหลในทิศทางเดียวผ่านแซนวิชได้อย่างง่ายดาย แต่ไม่สามารถไหลไปทางอื่นได้ ในปี พ.ศ. 2547 ผู้เขียนปัจจุบันได้แก้ไขแบบจำลองนี้โดยใช้ส่วนที่ประกอบด้วยสายโซ่ของอนุภาคที่มีความต่างศักย์ไซน์
ซึ่งมีความถี่เรโซแนนซ์ที่ขึ้นกับอุณหภูมิอย่างไวกว่าแบบจำลองนอกจากนี้ เรายังลดจำนวนส่วนจากสามส่วนเหลือสองส่วน จึงเกิดเป็นอินเทอร์เฟซเดียว โดยรวมแล้วสิ่งนี้เพิ่มผลการแก้ไข (เช่นอัตราส่วนของกระแสความร้อนในทิศทางต่างๆ) ได้ถึงสามลำดับความสำคัญ ความร้อนสอดคล้องกับการสั่นของอะตอม
หรือโมเลกุล
หลักการเดียวกันนี้ใช้กับวัสดุ: ความร้อนสามารถแลกเปลี่ยนได้ง่ายระหว่างวัสดุสองชนิดหากความถี่เรโซแนนซ์ตรงกัน หากไม่ตรงกัน การถ่ายเทความร้อนจะยากขึ้นมาก นักวิจัยได้ติดเครื่องทำความร้อนและเซ็นเซอร์ไว้ที่ปลายทั้งสองของท่อนาโน ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถคำนวณค่าการนำความร้อนได้
จากนั้นพวกเขาก็สะสมอนุภาคหนักที่เป็นแพลทินัมไว้อย่างไม่สม่ำเสมอตามความยาวครึ่งหนึ่งของท่อนาโนเพื่อให้อุณหภูมิขึ้นอยู่กับความถี่เรโซแนนซ์แตกต่างกันไปตามท่อ การจับคู่/ไม่ตรงกันของความถี่นี้หมายความว่าค่าการนำไฟฟ้าในทิศทางหนึ่งสูงกว่าอีกทิศทางหนึ่ง 3–7% การแก้ไขที่สังเกต
โดย Chang นั้นน้อยกว่าค่าสูงสุดที่คาดการณ์ไว้ สาเหตุหลักเป็นเพราะระบบ (ซึ่งมีความยาวไม่กี่ไมครอน) มีขนาดใหญ่กว่าระบบที่สร้างแบบจำลองมาก ซึ่งหมายความว่าบทบาทของอินเทอร์เฟซถูกระงับ อย่างไรก็ตามงานนี้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก ในความเป็นจริงเพียงไม่กี่เดือนต่อมา
ในเยอรมนีและเพื่อนร่วมงานรายงานว่ามีการแก้ไข 11% โดยใช้ควอนตัมดอท ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ระดับนาโนที่ฟังก์ชันคลื่นอิเล็กตรอนถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ที่นี่ การไหลแบบอสมมาตรไม่ได้เกิดจากการไม่ตรงกันของความถี่เรโซแนนซ์ที่ส่วนต่อประสาน แต่มาจากความแตกต่าง
ทางกายภาพในการเชื่อมต่อระหว่างควอนตัมดอทกับสายนำที่เชื่อมต่อทั้งสอง: การขนส่งเป็นไปได้ดีผ่านสถานะที่มีโมเมนตัมวงโคจรไม่เป็นศูนย์ ดังนั้นจึงนำไปสู่ความร้อนขนาดใหญ่ การแก้ไข
การใช้งานที่เห็นได้ชัดอย่างหนึ่งของไดโอดความร้อนคือการประหยัดพลังงาน
แนะนำ 666slotclub / hob66
