پژوهشگران انگلیسی موفق به ارائه نوع جدیدی از موتورهای نانومقیاس شدند. در این موتورها از نقاط کوانتومی برای تولید انرژی استفاده شده است. این موتورهای جدید قادراند از انرژی هدر رفته به صورت گرما، الکتریسیته تولید کنند. با انجام این پروژه می‌توان میکرومدارهای کارا ساخت.
تبدیل گرما به الکتریسیته در مقیاس نانو
پژوهشگران انگلیسی موفق به ارائه نوع جدیدی از موتورهای
نانومقیاس شدند. در این موتورها از نقاط کوانتومی برای تولید انرژی استفاده
شده است. این موتورهای جدید قادرند از انرژی هدر رفته به‌صورت گرما،
الکتریسیته تولید کنند. با انجام این پروژه می‌توان میکرومدارهای کارا
ساخت.
اندریو جرودن از استاد دانشگاه روچستر می‌گوید این سیستم بسیار
ساده است، در آن از نقاط کوانتومی با ویژگی‌های مشخص استفاده شده است. این
نقاط قادرند گرما را به جذب کنند. هرچند ساختار آنها ساده است اما مقدار
انرژی که این سیستم قادر به تولید آن است از تمام نانوموتورهایی که تا کنون
ساخته شده بیشتر است.
ابعاد این موتور میکروسکوپی است و هیچ بخش متحرکی ندارد. هر بخش تنها
مقدار اندکی انرژی تولید می‌کند چیزی کمتر از یک میلیونیوم آنچه که لامپ
رشته‌ای مصرف می‌کند. اما با ترکیب این انرژی‌های اندک که توسط بخش‌های
مختلف تولید می‌شود، محققان توانستند ساختاری ایجاد کند با ابعاد یک اینچ
مربع که توانایی تولید یک وات انرژی را دارد. این در حالی است که این سیستم
جدید برای تولید این مقدار انرژی تنها یک درجه سانتیگراد افزایش دما خواهد
داشت. این موضوع اهمیت زیادی دارد زیرا می‌تواند مصرف انرژی را در
کامپیوترها کاهش دهد.
نتایج این پژوهش در نشریه Physical Review B به
چاپ رسیده است.نویسندگان این مقاله علاوه بر جوردن، جورن سوتمان و مارکوس
بوتیکر از دانشگاه جنوا و رافائل سانچز از موسسه مادرید هستند.
جوردن می‌گوید هر
یک از این نانوموتورها براساس دو نقطه کوانتومی کنار هم ایجاد شده‌اند که
جریان الکتریکی از یکی به دیگری منتقل می‌شود. در واقع نقاط کوانتومی
سیستم‌هایی هستند که به‌دلیل ابعاد کوچک‌شان به‌صورت یک جسم در مکانیک
کوانتوم تلقی می‌شوند.
مسیر حرکت الکترون میان دو نقطه کوانتومی طوری
طراحی شده که شیب نسبتا تندی داشته باشد که حرکت با دشواری انجام شود. برای
این که الکترون بتواند از این مانع عبور کند نیازمند انرژی است. الکترون‌ها
انرژی را از وسط این منطقه گرفته و به‌سوی دیگر آن می‌روند، وسط نقاط
کوانتومی منطقه داغ محسوب می‌شود. این انرژی از گرما گرفته شده و الکترون
با حرکت خود انرژی الکتریسیته تولید می‌کند. در این سیستم از پدیده تونل
زنی رزونانسی استفاده شده است به‌طوری که در آن نقاط کوانتومی فیلتر‌های
کامل انرژی هستند. زمانی که سیستم در مود تونل‌زنی رزونانسی است،
الکترون‌ها از میان نقاط کوانتومی عبور می‌کنند.
