Исследователи предложили использовать светодиоды для охлаждения электроники

Учёные из университета Мичигана представили твердотельную систему охлаждения для будущих полупроводниковых устройств, которая устроена предельно просто и представляет собой развёрнутые светодиоды.

Светодиоды — это полупроводниковые элементы, которые при правильном электроподключении выделяют свет. При неправильном подключении они, как и любые другие диоды, не делают ничего. Но оказалось, что это не совсем так.

Профессоры Прамод Редди и Эдгар Мейхофер воспользовались малоизвестным физическим явлением, при котором инфракрасный светодиод подключается к питанию реверсивно. Редди объясняет: «Светодиод при этом трюке с обратным смещением ведет себя так, как если бы он находился при более низкой окружающей температуре». Светодиод подавляет не только обычное коротковолновое инфракрасное излучение, но и тепловое, которое он должен излучать при комнатной температуре.

Модифицированный экспериментальный светодиод размером с рисовое зерно
Экспериментальный светодиод размером с рисовое зерно

Феномен имеет место быть, но вот доказать возможность охлаждения благодаря активному поглощению инфракрасного излучения, пока не удавалось никому. В эксперименте учёные установили светодиод и нагретый объект на расстоянии нескольких десятков нанометров. В университете пояснили, что на таком приближении фотон не покидает нагретый объект, а попадает на светодиод, будто между ними вовсе нет зазора.

Учёные при помощи своей команды соорудили крошечный калориметр, и поместили его за светодиодом размером с рисовое зерно. При реверсивном подключении светодиода был измерен эффект поглощения энергии, который составил 6 ватт на квадратный метр. После доработок данная система охлаждения может быть значительно улучшена. Учёные оценивают её теоретическую эффективность на уровне 1000 Вт/м2.

Надо сказать, что это очень важное достижение, но пока это лишь лабораторное открытие, и до практической реализации (если не возникнет трудностей) пройдут многие годы. Однако в будущем такая концепция прекрасно подойдёт для охлаждения устройств малого размера, включая смартфоны.