Учёные СПбГУ придумали, как охлаждать электронику светом

Исследователи Санкт-Петербургского госуниверситета предложили охлаждать полупроводниковые материалы не вентиляторами, а с помощью света. Эффект антистоксовой фотолюминесценции позволяет материалу тратить тепло своих атомов на излучение фотонов с большей энергией. В перспективе это избавит процессоры, лазеры и оптические сенсоры от громоздких систем охлаждения. По словам разработчиков, перегрев — одна из главных проблем современной электроники и оптики. Вентиляторы и кулеры занимают много места и создают вибрации, что критично для высокоточных систем. Учёные СПбГУ использовали эффект антистоксовой люминесценции: материал поглощает фотон и тепло от колебаний кристаллической решётки, а испускает более энергичный фотон, за счёт чего охлаждается. Для этого учёные создали «сэндвич»-структуру из сверхтонкой плёнки арсенида галлия (14 нм) между слоями галлия, мышьяка и алюминия, которая формирует квантовую яму. В ходе экспериментов при сверхнизких температурах (около –269°C) лазерное облучение вызывало испускание более энергичных фотонов, и материал охлаждался. Пока технология работает в экстремальных условиях, но в перспективе она может привести к созданию бесшумных и компактных систем охлаждения для квантовых сенсоров, лазерных диодов и мощных процессоров. Исследование поддержано грантом РНФ. «Учёные Санкт Петербургского государственного университета предложили охлаждать полупроводники — материалы, широко используемые в электронике, — с помощью особого типа люминесценции, при котором вещество тратит тепло колебаний собственных атомов на свечение. Этот подход позволит избежать установки габаритных охлаждающих систем для процессоров, лазерных диодов и квантовых сенсоров», — сказано в сообщении пресс-службы учреждения.