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Koji Usami展示了具有半导体纳米膜的支架

支架尺寸约为1厘米,而纳米膜本身的表面积为1×1毫米,厚度为160纳米

这一发展可为高效冷却元件的成分铺平道路

量子计算机,Niels Bohr研究所的研究人员成功地使用激光将半导体膜从室温冷却到零下269摄氏度

它依赖于半导体特性,膜运动和光学共振之间复杂的相互作用

在Niels Bohr研究所结合了两个世界 - 量子物理学和纳米物理学,这导致了激光冷却半导体膜的新方法的发现半导体是太阳能电池,LED和许多其他电子设备的重要组成部分,并且有效冷却组件对于未来的量子计算机和超灵敏传感器非常重要冷却方法通过加热材料非常矛盾!使用激光,研究人员将膜波动降至零下269摄氏度

结果发表在科学杂志“自然物理学”上

“在实验中,我们通过使用激光成功实现了一种新的高效冷却固体材料我们已经生产出一种半导体膜厚度为160纳米,前所未有的表面积为1×1毫米在实验中,我们让膜与激光相互作用,使其机械运动影响到它的光线我们仔细检查了物理并发现了膜的某种振荡模式从室温冷却到零下269摄氏度,这是膜运动,半导体特性和光学共振之间复杂而迷人的相互作用的结果,“Koji Usami解释说

,Niels Bohr研究所Quantop的副教授实验在Quantop实验室进行Niels Bohr研究所击中半导体纳米膜的激光由镜子森林控制从气体到固体激光冷却原子已经在Niels Bohr研究所Quantop研究小组的量子光学实验室进行了多年的实验在这里,研究人员将铯原子的气体云冷却到接近绝对零度,零下273摄氏度,使用聚焦激光并在两个原子系统之间产生纠缠

原子自旋变得纠缠,两个气体云有一种联系,这是应有的量子力学使用量子光学技术,他们测量了原子自旋的量子涨落“有一段时间我们想要研究你能在多大程度上扩展量子力学的极限 - 它是否也适用于宏观材料

对于所谓的光机械学来说,这意味着全新的可能性,即光学辐射即光和机械运动之间的相互作用,“大学Niels Bohr研究所卓越中心卓越中心主任Eugene Polzik教授解释道

哥本哈根但他们必须找到合适的材料与Koji Usami一起工作在Niels Bohr研究所的Quantop实验室工作幸运巧合2009年,Peter Lodahl(今天是Niels Bohr的量子光子研究小组的教授和负责人)研究所)在Niels Bohr研究所做了一次演讲,在那里他展示了一种由半导体材料砷化镓(GaAs)制成的特殊光子晶体膜Eugene Polzik立即认为这种纳米膜具有许多有利的电子和光学性质,他向彼得建议Lodahl的小组,他们使用这种膜进行光机械实验但这需要非常具体的d经过一年的努力,他们设法制造了一个合适的产品“我们设法生产出厚度仅为160纳米,面积超过1平方毫米的纳米膜,尺寸巨大,没有人认为可以“帮助教授SørenStobbe”解释说,他也是Niels Bohr研究所的新研究基础解释现在已经创建了一个基础,能够将量子力学与宏观材料相协调,以探索光机械效应 Koji Usami解释说,在实验中,它们将激光照射到真空室中的纳米膜上当激光照射到半导体膜上时,一些光被反射,并且光在实验中通过镜子再次反射回来,以便光在这个空间中来回飞行并形成光学谐振器一些光被膜吸收并释放自由电子电子衰变从而加热膜,这就产生了热膨胀这样,膜与膜之间的距离镜子以波动的形式不断变化实验本身在这个真空室中进行当激光照射到膜上时,一些光被反射而一些被吸收并导致膜的小加热反射光在实验中通过镜子再次反射回来,使光在这个空间中来回飞行并形成光学谐振腔(腔)

膜与镜子之间的距离导致膜的运动,半导体的特性和光学共振之间复杂而迷人的相互作用,并且您可以控制系统以冷却膜的温度波动“改变膜和镜子之间的距离导致膜的运动,半导体的特性和光学共振之间的复杂和迷人的相互作用,你可以控制系统,以冷却膜的温度波动这是一个新的光机械机制,这是新发现的核心悖论是,即使膜整体变得有点温暖,膜在一定振荡下冷却,冷却可以用激光控制所以它是通过冷却变暖!我们设法将膜的波动冷却到零下269摄氏度,“Koji Usami解释说”光学机械的潜力可以为量子计算机中的冷却部件铺平道路通过光能有效冷却半导体纳米膜的机械波动也可以导致用于电流和机械力的新型传感器的开发在某些情况下,这种冷却可以取代目前使用的昂贵的低温冷却,并且可能导致极其敏感的传感器仅受量子波动的限制,“Eugene Polzik教授说:哥本哈根大学,Niels Bohr研究所图片来源:Ola J Joensen,Niels Bohr研究所

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