.This Tiny Material Could End Overheating and Revolutionize Infrared Tech
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Starship version space science
.This Tiny Material Could End Overheating and Revolutionize Infrared Tech
이 작은 물질은 과열을 종식시키고 적외선 기술을 혁신할 수 있습니다
GC/CUNY, Advanced Science Research Center 제공2025년 3월 19일 물리학 재료 과학 적외선 개념
CUNY ASRC의 과학자들은 그래핀과 hBN을 사용하여 장파 적외선을 생성하는 방법을 발견하여 포논-폴라리톤을 전기적으로 여기시킬 수 있었습니다. 이 혁신은 전자제품의 더 나은 방열과 소형의 에너지 효율적인 적외선 기술로 이어질 수 있습니다. 출처: SciTechDaily.com
과열되지 않는 전자 장치와 탁월한 정밀도로 오염 물질을 감지하는 센서를 상상해 보세요. CUNY ASRC의 연구자들은 장파장 적외선 및 테라헤르츠 파를 더욱 효율적으로 생성하는 방법을 발견하여 이를 현실로 만드는 데 큰 진전을 이루었습니다. 적외선 및 테라헤르츠파로 전자기술 혁신 휴대폰을 아무리 오래 사용해도 시원하게 유지되고, 내장 센서가 유해 화학 물질을 놀라운 정확도 로 감지할 수 있는 미래를 상상해보세요. 오늘(3월 19일) Nature 에 발표된 새로운 연구에서는 장파 적외선 및 테라헤르츠파를 생성하는 획기적인 방법을 소개하여 이러한 가능성에 한 걸음 더 다가갔습니다.
CUNY Graduate Center(CUNY ASRC)의 Advanced Science Research Center 연구자들이 이끄는 이 연구는 더 작고 저렴한 적외선 광원과 전자 기기의 향상된 열 관리로 이어질 수 있습니다. 이 발견의 핵심은 포논-폴라리톤입니다. 포논-폴라리톤은 빛이 재료의 결정 구조에서 진동과 상호 작용할 때 형성되는 특수한 유형의 전자기파입니다. 이 파동은 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 장파장 적외선 에너지를 나노스케일 영역으로 집중시키고 효율적으로 열을 소산할 수 있습니다.
이는 고해상도 이미징, 분자 감지, 전자 냉각과 같은 첨단 기술에 유망하게 만듭니다. 그러나 그 잠재력에도 불구하고 포논-폴라리톤에 대한 대부분의 연구는 이론적이거나 실험실 실험에 국한되어 있으며 실제 응용 분야는 여전히 크게 탐구되지 않았습니다. 포논-폴라리톤 생성의 과제 "한 가지 주요 과제는 포논-폴라리톤 파동을 여기시키고 감지하는 것이 비용이 많이 들고 비효율적이라는 것입니다. 일반적으로 비용이 많이 드는 중적외선 또는 테라헤르츠 레이저와 근거리 스캐닝 프로브가 필요합니다." CUNY ASRC의 광자 이니셔티브와 CUNY 대학원 센터의 물리학 프로그램의 교수이자 해당 저자인 Qiushi Guo가 말했습니다. "반도체 레이저나 LED가 작동하는 방식과 유사하게 전류만 사용하여 포논-폴라리톤을 방출할 수 있는지 알아보고 싶었습니다." Guo가 말했습니다.
이번 연구에서 과오의 팀( 예일대, 캘리포니아 공과대학 , 캔자스주립대, 취리히 연방공과대학 의 연구자들과 협력 )은 적절한 재료 조합을 선택하는 것이 핵심이라는 걸 밝혀냈습니다. 즉, 두 개의 육각형 질화붕소(hBN) 판 사이에 얇은 그래핀 층을 끼운 것입니다. 쌍곡선 포논-폴라리톤의 과학 첫째, hBN에서 포논-폴라리톤은 상당히 높은 밀도의 상태를 가지고 있으며, 벌크 내에서 전파될 수 있으며, 물질 경계 사이를 앞뒤로 반사하는 딥 서브파장 광선처럼 행동합니다. 이러한 특수 포논-폴라리톤을 쌍곡선 포논-폴라리톤(HPhP)이라고 합니다.
그래핀은 실온에서 높은 전자 이동성으로 잘 알려져 있습니다. hBN 슬래브로 캡슐화하면 표면 패시베이션과 불순물 감소로 인해 이동성이 더욱 향상됩니다. "이것은 전류가 hBN 슬래브로 캡슐화된 그래핀을 통과할 때 그래핀의 전자가 매우 빠른 속도로 가속되고 hBN의 HPhP와 효율적으로 산란될 수 있다는 것을 의미합니다."라고 Guo는 설명했습니다. 전기적으로 유도된 포논-폴라리톤: 게임 체인저 이 아이디어는 실험에서 성공적임이 입증되었습니다.
놀랍게도, 연구팀은 그래핀에 1V/µm의 적당한 전기장을 인가했을 때 HPhP의 방출을 관찰하여 HPhP 전기 발광의 효율성을 강조했습니다. 이 연구는 전기적 방법을 통해서만 포논 폴라리톤 파동을 흥분시키는 최초의 실험적 시연을 제공합니다. 이 연구는 또한 HPhP 전기 발광의 근저에 있는 흥미로운 물리학을 밝혀냈습니다. 구체적으로, 연구팀은 HPhP 방출에 대한 두 가지 가능한 경로를 식별했습니다.
"그래핀의 전자 농도가 낮을 때 HPhP는 밴드 간 전이를 통해 방출됩니다. 그러나 전자 농도가 높을 때 HPhP 방출은 그래핀에서 밴드 간 전이와 밴드 내 체렌코프 복사를 통해 발생합니다."라고 이스라엘 바 일란 대학교의 물리학 조교수이자 이 연구의 책임 저자인 전 Caltech 포스트닥 일리야 에신이 말했습니다. 이 발견은 나노스케일 장파 적외선 또는 테라헤르츠 광원을 개발하기 위한 새로운 길을 열 뿐만 아니라 에너지 응용 분야에 대한 흥미로운 기회를 제공합니다. HPhPs 전기 발광 동안 그래핀의 뜨거운 전자는 과열의 주요 원인인 과도한 운동 에너지를 빠르게 잃습니다.
Guo에 따르면 이 메커니즘을 활용하면 전자 장치에서 효율적인 방열이 가능해집니다. 미래 기술을 위한 길을 개척하다 전기적으로 펌핑된 포논-폴라리톤 광원은 실용적이고 확장 가능한 기술로의 문을 엽니다. 차세대 분자 감지에서 전자 장치의 향상된 열 관리에 이르기까지 이 혁신은 현대 장치를 재정의할 수 있는 에너지 효율적이고 컴팩트한 기술의 획기적인 발전을 위한 토대를 마련합니다.
참고문헌: “2D 헤테로구조의 쌍곡선 포논-폴라리톤 전기발광” 2025년 3월 19일, Nature . DOI: 10.1038/s41586-025-08686-9
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메모 2503290420 소스1.분석중_【】
_[1-2】qms.nqvixer.qcell 피코셀 미만 규모에 국소점의 msbase를 상상해보자. 빛이 물질의 결정 구조에서 진동과 상호작용할 때 형성되는 특수한 유형의 시간흐름의 빛과 전자기파의 결맞음 진동의 전자기파인 포논-폴라리톤이 존재한다. 어허.
이런 곳에서는 열발생이 존재하지 않아 휴대폰을 아무리 오래 사용해도 시원함을 유지하고 내장된 센서가 유해한 화학 물질을 놀라운 정확도로 감지할 수 있는 미래가 실현된다. 적외선 및 테라헤르츠파를 이용한 전자기기 혁신이 예고된다. 으음.
_[2-4】전자의 흐름이 local.msbase이면 전자들이 낮은 단계에서 높은 단계의 시간적 중첩 순서수가 msbase4에 보기1. 처럼 정수적 시간차 순서수 밴드캡 그래핀이 피코미만 국소점내에 존재한다는 점일때 초전도체 처럼 저항온도는 전혀 발생하지 않는다. 어허.
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