Zinātnieki atklāj parādību, kas bez baterijām varētu darbināt elektroniskas ierīces
Jaunā pētījumā atklāts, kā daudzsološa kvantu materiāla sīkas nepilnības un vibrācijas varētu izmantot, lai kontrolētu neparastu kvantu efektu, paverot jaunas iespējas mazākām, ātrākām un efektīvākām enerģijas ieguves ierīcēm, vēsta portāls phys.org.
Starptautiskā komanda, kuru vadīja profesors Dunčens Či no Kvīnslendas Tehnoloģiju skolas un profesors Sjao Renšovs Vans no Nanyangas Tehnoloģiju universitātes Singapūrā, pētīja mehānismu, kas regulē tā saukto nelineāro Hola efektu (NLHE).
Atšķirībā no klasiskā Hola efekta, šī kvantu versija ļauj maiņstrāvas elektriskos signālus, piemēram, tos, kas atrodami bezvadu vai apkārtējās vides enerģijas avotos, tieši pārveidot izmantojamā līdzstrāvā, neizmantojot tradicionālās diodes vai apjomīgus komponentus.
"NLHE ir sarežģīta kvantu parādība kondensētās vielas fizikā, kur spriegums tiek ģenerēts perpendikulāri pielietotajai maiņstrāvai pat bez magnētiskā lauka," sacīja profesors Či.
"Šis efekts ļauj mums pārveidot maiņstrāvu tieši līdzstrāvā, kas ir nepieciešama elektronisko ierīču darbināšanai. Principā tas nozīmē sensorus vai mikroshēmas, kas varētu darboties bez baterijām, iegūstot enerģiju no apkārtējās vides."
Komanda pētīja augstas kvalitātes topoloģisko materiālu, kas pazīstams ar savām neparastajām elektroniskajām īpašībām, un atklāja, ka NLHE saglabājas stabils līdz istabas temperatūrai.
Tika konstatēts, ka arī ģenerētā sprieguma virzienu un stiprumu kontrolē temperatūra.
Zemā temperatūrā materiāla uzvedību noteica sīkas nepilnības. Materiālam sasilstot, kristāla režģa dabiskās vibrācijas pārņēma vadību, izraisot elektriskā signāla virziena maiņu.
"Kad jūs sapratīsiet, kas notiek materiāla iekšpusē, jūs varat izstrādāt ierīces, lai to izmantotu," sacīja profesors Či.
"Tieši tad kvantu efekti pārstāj būt abstrakti un sāk kļūt noderīgi, atbalstot nākotnes lietojumprogrammas, sākot no pašdarbināmiem sensoriem un valkājamām tehnoloģijām līdz īpaši ātrām komponentēm nākamās paaudzes bezvadu tīkliem."
