研究人员研制出世界上最冷的电子芯片

绝对零度,是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标(简称开氏温度标,记为K)定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,即0开尔文或者-273.15°C。接近绝对零度时,会发生许多奇特的物理现象,其中最著名的就是:超导现象。1911年,荷兰科学家发现,将汞冷却至 -268.98℃(4.2K)时,汞的电阻几乎突然消失了。此时,汞实际上就成为了超导体。


科学家们争相创造最低温度的纪录,全世界大量的研究小组使用高科技冷冻机,使温度尽可能地接近绝对零度。之所以物理学家们尽可能地将他们的装置冷却至接近绝对零度,是因为这种极端低温为量子设备提供了一种理想条件,用于检验全新的物理现象。


 创新


近日,巴塞尔大学教授DominikZumbühl和他的同事成功地将纳米电子芯片的温度冷却至2.8毫开尔文,也就是约零下273.15摄氏度。


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研究人员说:“磁冷却是基于这样一个原理,即当外加磁场逐渐减小时,系统会渐渐冷却,同时避免任何外部热流。


“在减小磁场前,磁化产生的热量需要通过其他方式吸收掉,以获得有效的磁性冷却。这就是我们如何成功地将纳米电子芯片冷却到2.8毫开氏度,从而实现破纪录的低温的方法。”


Zumbühl教授和他的同事将这两种冷却系统结合,这两种冷却系统都基于磁冷却。


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他们将芯片的所有导电连接冷却到了150微开氏度(离绝对零度不到千分之一度)。


然后他们将第二个冷却系统直接应用于芯片本身,同时置入了一个库仑阻塞温度计。温度计的结构和材料使它能够通过磁冷却降至2.8毫开氏度。


Zumbühl教授说:“我们结合两个冷却系统,能够将芯片降温到3毫开氏度以下(约零下273.15摄氏度)。我们乐观地认为,可以使用相同的方法达到1毫开氏度。”


科学家们说:“我们能够将芯片保持7个小时的超低温,这相当不错。科学家就会有充足的时间进行多项探索实验,这将有助于了解接近绝对零度时的物理学特性。”


来源:太平洋电脑网


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