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《自然》杂志报道激光冷却半导体技术

2013-02-01 15:13
Timeless落尘
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1月24日刊《自然》杂志报道激光冷却半导体技术

  半导体的激光冷却

  固体的激光冷却是研制不使用制冷剂、不产生振动的紧凑型制冷设备的一条有吸引力的途径。以清除“蓝移辐射”所产生热量为基础的激光制冷以前曾在稀土掺杂的玻璃和晶体中报告过。

  现在,Jun Zhang等人用一束激光将一条半导体CdS“纳米带”从290 K实质性地净冷却了约40 K。这一成果为基于半导体的光学制冷打开了一条路径,其机制涉及激子共振而非原子共振。基于II-VI半导体的激光制冷媒介潜在效率非常高,能实现极低的温度,并能方便地集成到光电子设备中。

  相关新闻回顾:

        激光冷却技术将改变半导体材料世界

  OFweek激光网在2012年10月报道了——美国里海大学电子与计算机工程教授Yujie Ding表示,激光冷却将改善氮化镓(gallium-nitride)性能, 氮化镓是继硅之后的又一重要的半导体材料。

  也许激光有一天会被用来冷却它穿过的材料,而不是去加热材料,而这要归功于里海大学和约翰霍普金斯大学的工程师的一个突破性的进展。

  美国里海大学电子与计算机工程教授Yujie Ding说, 这一发现能用来制造更小、更轻巧、更便宜的通信设备,使其具有更快的翻转时间,增强输出和更高的工作电压。

  Ding和约翰霍普金斯大学的电子与计算机工程教授Jacob Khurgin,获得了迄今为止最小的比率,即半导体材料散射现象中两种对立类型散射的比率。

  最近他们在一篇特邀文章《回顾激光和光电学的关系》公布了他们的研究成果。

 Yujie Ding

  光子--光能量的单位--他们穿出和进入物体时,通常保持相同的动能和波长。拉曼(Raman)散射,是以Chandrasekhara Venkata Raman命名的,他是1930年诺贝尔物理学奖获得者,提出少部分散射光子的动能、波长和频率不同于入射光子。

  当光子频率降低时,它被命名为斯托克斯散射,以纪念乔治·斯托克斯爵士,他是19世纪英国物理学家和数学家。当光子频率升高时,它被称为反斯托克斯散射。

  Ding表示,斯托克斯散射与反斯托克斯散射的比率通常是35:1。科学家们希望将这一比率降低为1:1,这样当物体受到光线照射时既不会被加热也不会被冷却;甚至更进一步,当物体受到光线照射时,反斯托克斯散射能够多于斯托克斯散射,那么物体会散发能量并加热本身。

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