Các nhà khoa học có thể điều chỉnh lưu lượng nhiệt và ánh sáng trong các tinh thể quang tử

Khi chùm laser chạm vào bề mặt của mẫu, nó bắt đầu tạo ra nhiệt không những khuếch tán dọc theo màng mà nó còn tỏa vào khí xung quanh. Hiệu ứng này làm giảm phạm vi phân bổ nhiệt độ trong các màng tinh thể quang tử.

Các nhà khoa học Viện Công nghệ nano MESA+ thuộc Đại học Twente, Hà Lan và Viện Nghiên cứu và Công nghệ Thales, Pháp đã tìm được phương pháp điều chỉnh sự truyền nhiệt trong các thiết bị quang tử nano, có thể ứng dụng cho các công nghệ thông tin lượng tự và truyền thông tốc độ cao. Các kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Applied Physics Letters hàng đầu của Hoa Kỳ.

Các tinh thể quang tử, là các cấu trúc quang tử có những đặc tính hình học kích cỡ nano, được sử dụng để điều chỉnh ánh sáng, chẳng hạn như chúng có thể được dùng để chế tạo các mạch tích hợp có kích thước siêu nhỏ. Một trong những cách đơn giản và linh hoạt nhất để điều chỉnh các vi mạch này là nung nóng chúng, do đó làm thay đổi cục bộ các đặc tính của chúng. Mặc dù,việc gia nhiệt vào đúng vị trí là rất quan trọng, nhưng điều này rất khó thực hiện do nhiệt có khuynh hướng lan tỏa. Kết quả là các phần tử lân cận sẽ bị nhiệt tác động, tạo ra những thay đổi không mong muốn trong các cấu trúc đa phân tử. Tuy nhiên, sự lan truyền nhiệt trong các màng mỏng cũng phụ thuộc vào môi trường xung quanh, do đó có thể kiểm soát sự phân bổ nhiệt với mức độ rộng hơn.

Như vậy, nhiệt độ phân bổ trên các màng mỏng có thể giảm xuống bằng cách thay đổi môi trường xung quanh do nhiệt khuếch tán càng nhanh, phạm vi phân bổ nhiệt độ trong màng tinh thể quang tử càng hẹp.

Bằng lý thuyết và thực nghiệm, các nhà nghiên cứu cho thấy việc điều chỉnh tốt hơn đáng kể khi sử dụng các khí dẫn nhiệt cao giống như môi trường xung quanh. Họ phát hiện ra rằng khi heli được sử dụng làm khí môi trường xung quanh, phạm vi phân bổ nhiệt độ trong cấu trúc này giảm 30% so với không khí. Các kết quả của công trình nghiên cứu này rất quang trọng bởi vì chúng cho phép điều chỉnh nhiệt của các bộ cộng hưởng ghép (coupled resonators), điều này sẽ rất có giá trị trong việc chế tạo các mạch quang học có thể lập trình.

Theo Vista.gov.vn