Прочетете физиците от Финландия и Италия предложиха нова концепция за охлаждане на отделни електрони до температури около абсолютна нула. Един по един, топъл електронен тунел от малък метален остров през изолационна междина върху свръхпроводник. По този начин температурата на металния остров се понижава. Изследователите се надяват да се даде възможност за експерименти с единични електрони при ниски температури до десет милиликалвина. Първият експеримент с прототип вече е завършен успешно, според Юкка Пекола от Техническия университет в Хелзинки. Наноохладителят се състоеше от метален остров с височина около 100 нанометра и ширина един микрометър, който беше електрически изолиран от малък свръхпроводник от тънък изолатор.

След това изследователите приложиха електрическо постояннотоково напрежение към свръхпроводника и металния остров. Това доведе до отделни електрони от металния остров да могат да тунели през изолатора върху свръхпроводника. Поради малките размери на двата острова, електроните успяват да преодолеят изолационната пропаст един след друг. Всъщност, веднага щом електрон пристигна на свръхпроводника, той упражнява отблъскваща сила върху електроните на металния остров чрез кулоновското взаимодействие. Следователно, следващият електрон не може да се тунелира към свръхпроводника, докато предишният не се изсмуче от свръхпроводника към източника на напрежение.

Според Пекола това явление, известно в изкуството като кулоновска блокада, довело до предпочитание към горещите електрони? Електрони с енергия далеч над енергията на Ферми? един след друг тунелиран от металния остров към свръхпроводника. По този начин металния остров се охлажда постепенно.

Сега изследователите искат да направят експеримента си с променливо напрежение, така че електронният транспорт да може да се извърши в двете посоки. Докато все още горещите електрони трябва да напуснат металния остров, свръхпроводникът за предпочитане ще излъчва студени електрони. Металният остров може ли да се охлади още по-добре? възможно до температури до десет милиликалвина. показ

Дали този наноохладител някога ще намери практически приложения, все още не е ясно. Понастоящем изследователите имат предвид само приложения в областта на основните физически изследвания на квантовите системи.

Писма за физически преглед, том 98 Член 037201 Стефан Майер

© science.de

Препоръчано Избор На Редактора