فیزیکدانان در آمریکا کشف کرده‌اند که الکترون‌های جریان یافته در مدارهای مبتنی بر نانولوله کربنی، انرژی خود را در روش‌های کاملاً متفاوت با الکترون‌های جریان یافته در افزاره‌های ساخته شده از نیمه‌هادی‌های مرسوم مانند سیلیکون، از دست می‌دهند. این محققان نشان داده‌اند که چگونه انرژی جریان‌های الکتریکی در نانولوله‌های کربنی به گرما تبدیل می‌شود و بصورت نوسان‌های به‌هم پیوسته‌ای از اتم‌های نانولوله و نوسان‌های سطحی بستر زیرین آن، تلف می‌شود.
ردیابی گرما در نانولوله‌های کربنی
فیزیکدانان در آمریکا کشف کرده‌اند که الکترون‌های جریان یافته در مدارهای مبتنی بر
نانولوله کربنی، انرژی خود را در روش‌های کاملاً متفاوت با الکترون‌های جریان یافته
در افزاره‌های ساخته شده از نیمه‌هادی‌های مرسوم مانند سیلیکون، از دست می‌دهند.
این محققان نشان داده‌اند که چگونه انرژی جریان‌های الکتریکی در نانولوله‌های کربنی
به گرما تبدیل می‌شود و بصورت نوسان‌های به‌هم پیوسته‌ای از اتم‌های نانولوله و
نوسان‌های سطحی بستر زیرین آن، تلف می‌شود.
در افزاره‌های نیمه‌هادی مرسوم، لایه‌های متفاوتی از مواد همیشه با پیوند‌های
شیمیایی به هم متصل می‌شوند. این اتصال یک محیط پیوسته برای انتقال گرما در سرتاسر
چنین افزاره‌هایی ایجاد می‌کند و سردکردن آنها را نسبتاً آسان می‌کند. تعداد زیادی
از محققان اعتقاد دارند که افزاره‌های الکترونیکی آینده می‌توانند از نانولوله‌های
کربنی ساخته شوند. نانولوله‌ها می‌توانند اندازه را خیلی کوچک‌تر کرده و بنابراین
عمکرد را بهبود بخشند. نانولوله‌ها برای اتصال به ساختارها، به صورت شیمیایی پیوند
نمی‌دهند؛ در نتیجه حذف گرما از چنین افزاره‌هایی خیلی مشکل خواهد بود.
اما اکنون محققان IBM متوجه شده‌اند که الکترون‌ها در نانولوله‌ها می‌تواننند
انرژی خود را مستقیماً در یک بستر مجاور حتی اگر با آن پیوند شیمیایی نداشته
باشند، پراکنده کرده و از دست بدهند. این محققان همچنین متوجه شده‌اند که
الکترون‌های حامل بار در افزاره‌های نانولوله‌ای فرآیند نرمال گرمایی که در آن
نوسان‌های گرمایی به تعادل آماری می‌رسند، را طی نمی‌کنند.
اگرچه فقدان پیوند شیمیایی با بستر، مانع هدایت گرمایی می‌شود؛ اما این محققان
نشان داده‌اند که موقعی که الکترون‌ها با اتم‌های بستر برخورد می‌کنند، جابه‌جایی
متوالی در مکان اتم‌ها یک میدان الکتریکی تولید می‌کند که تا داخل نانولوله
گسترش می‌یابد. هنگامی که الکترون‌های نانولوله با این میدان برهم‌کنش می‌کنند؛
می‌توانند انرژی خود را مستقیماً در بستر پراکنده کنند.
نتایج این تحقیق در مجلهNature Nanotechnology منتشر شده است.
