Chế tạo thành công bóng bán dẫn nhiệt lượng tử

Dân trí Các nhà nghiên cứu đã thiết kế thành công một bóng bán dẫn nhiệt lượng tử có thể điều khiển các dòng nhiệt, tương tự với cách bóng bán dẫn điện tử điều khiển dòng điện. Thiết bị này có thể dùng cho các ứng dụng tái sử dụng nhiệt thải thu được từ các nhà máy nhiệt điện và các hệ thống năng lượng khác.

Hiện nay, mặc dù có nhiều phương pháp để vận chuyển và điều chỉnh nhiệt này, tuy nhiên không thể điều khiển, khuyếch đại và chuyển đổi đóng/mở nhiệt giống như thiết bị bóng bán dẫn nhiệt lượng tử này.


Bóng bán dẫn nhiệt lượng tử bao gồm 3 hệ thống, có thể thực hiện như các spin với trạng thái đóng và mở. Bất kỳ một hệ thống nào trong hệ thống này cũng có thể điều khiển được dòng nhiệt chảy đến hai hệ thống kia, tạo ra sự chuyển đổi các spin của chúng. Nguồn: Joulain et al. ©2016 American Physical Society.

Bóng bán dẫn nhiệt lượng tử bao gồm 3 hệ thống, có thể thực hiện như các spin với trạng thái đóng và mở. Bất kỳ một hệ thống nào trong hệ thống này cũng có thể điều khiển được dòng nhiệt chảy đến hai hệ thống kia, tạo ra sự chuyển đổi các spin của chúng. Nguồn: Joulain et al. ©2016 American Physical Society.

Mới đây, Karl Joulain và các cộng sự thuộc Đại học Poitiers và CNRS (Pháp) đã công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Physical Review Letters. Joulain cho biết: “Để điều khiển điện năng, người ta dùng các đi ốt điện tử, bóng bán dẫn và các bộ khuếch đại”. Do đó, chúng tôi muốn làm điều tượng tự này với dòng nhiệt. Chúng tôi muốn tạo ra các mạch nhiệt logic tương tự với cách các mạch nhiệt điện tử đã chế tạo. Bằng cách này, có thể dẫn hướng, chuyển đổi đóng/mở, khuếch đại hoặc điều chế được lượng nhiệt bị thải ra.

Mặc dù đây không phải là thiết bị bóng bán dẫn nhiệt đầu tiên, nhưng đây là lần đầu tiên nó được làm bằng các “đối tượng lượng tử” (quantum objects). Các bóng bán dẫn nhiệt khác được làm từ các vật liệu thô (macroscopic materials), chẳng hạn như các chất rắn hoặc các vật liệu chuyển pha.

Các bóng bán dẫn nhiệt lượng tử mới này gồm có các hệ thống hai cấp (two-level systems), điều này có nghĩa là chúng có 2 trạng thái. Các hệ thống này có thể “thực hiện giống như các spin, mỗi một spin đều có thể ở cả trạng thái lên và trạng thái xuống. Bất kỳ một trong các hệ thống spin này đều có thể điều khiển dòng chảy nhiệt đi qua hai hệ thống khác”.

Về mặt lý thuyết, các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng dòng nhiệt có thể điều khiển, kiểm soát và khuếch đại được bằng một lượng đủ lớn để cho nó có thể chuyển đổi các spin này giữa 2 trạng thái của nó, từ đó tạo ra hiệu ứng bóng bán dẫn.

Bóng bán dẫn này có thể dùng để điều khiển các dòng nhiệt trong hàng loạt các cấu trúc nano được làm bằng các “đối tượng lượng tử”. Trong tương lai, bóng bán dẫn này về mặt nguyên tắc có thể được chế tạo bằng các chấm lượng tử được nhúng trong các hạt nano.

“Các kế hoạch nghiên cứu trong tương lai là nhằm tối ưu hóa thiết bị và tìm kiếm sự cộng tác của các nhà nghiên cứu để có thể thực hiện các thí nghiệm ở cấp độ lượng tử”, Joulain cho biết.

P.T.T -NASATI (Theo Phys)

MỚI NHẤT
Con người có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm?
Con người có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm?

(Dân trí) - Một dự án mới được công bố về sản xuất bộ gen người hoàn chỉnh trong phòng thí nghiệm theo phương pháp hóa học được coi là bước tiến mới, thậm chí nó có thể đưa đến viễn cảnh con người được sinh ra trong phòng thí nghiệm mà không cần cha mẹ sinh học.

Thứ hai, 06/06/2016 - 12:33

Ếch bò “đột tử” ngay sau khi ăn thịt sa giông độc
Ếch bò “đột tử” ngay sau khi ăn thịt sa giông độc

(Dân trí) - Từ vị thế của con mồi, sa giông độc đã khiến kẻ săn mồi trả giá bằng chính mạng sống của mình khi tiết ra chất kịch độc...

Thứ hai, 06/06/2016 - 11:19

Lão hóa gây ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng hồi phục da
Lão hóa gây ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng hồi phục da

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới chỉ ra rằng thời gian tự phục hồi của da lâu hơn ở người già, vì chức năng chữa bệnh của tuyến mồ hôi suy giảm theo thời gian.

Thứ hai, 06/06/2016 - 08:27

Xâm nhập mặn: Đâu là yếu tố ảnh hưởng?
Xâm nhập mặn: Đâu là yếu tố ảnh hưởng?

(Dân trí) - Vài năm trở lại đây, tình trạng xâm nhập mặn ở Việt Nam đang diễn ra hết sức phức tạp. Không chỉ các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long mà ngay cả các tỉnh dọc miền Trung cũng đang có dấu hiệu bị xâm nhập mặn. Vậy đâu là yếu tố ảnh hưởng đến việc xâm nhập mặn?

Thứ hai, 06/06/2016 - 08:11

Mũ lặn công nghệ cao mang dáng dấp như một Minion
Mũ lặn công nghệ cao mang dáng dấp như một Minion

(Dân trí) - Đây là công nghệ lặn mới nhất, giúp lực lượng tinh nhuệ của Hải quân Mỹ trong các trận chiến dưới nước. Mang một chiếc HUD (đó là chiếc màn hình trong suốt hiển thị dữ liệu) cho phép thợ lặn có thể giao tiếp với nhà chỉ huy trên mặt nước và thậm chí gửi video.

Chủ nhật, 05/06/2016 - 05:43

Cảm phục người đàn ông bỏ ra tiền tỷ để xây dựng khu dân cư xanh
Cảm phục người đàn ông bỏ ra tiền tỷ để xây dựng khu dân cư xanh

(Dân trí) - Bỏ ra tiền tỷ để mày mò nghiên cứu chế tạo ra lò đốt rác, xây dựng các quy trình phân loại và tận dụng rác hữu cơ để làm phân vi sinh bón cho ruộng đồng… Đó là những nỗ lực không biết mệt mỏi của anh Nguyễn Thành Công khi chứng khiến cảnh rác ngập tràn khu Thị trấn Ngô Đồng (Giao Thủy – Nam Định)

Chủ nhật, 05/06/2016 - 10:08

Độc đáo với "tủ lạnh" không sử dụng điện
Độc đáo với "tủ lạnh" không sử dụng điện

(Dân trí) - Trong điều kiện khí hậu nóng, để lâu thức ăn không còn tươi ngon. Chỉ trong 2 ngày cà chua sẽ bị hỏng. Sau bốn ngày cà rốt và đậu bắp sẽ thối. Nếu không có các phương tiện bảo quản nông phẩm thì các hộ gia đình nghèo ở nông thôn sẽ phải chiến đấu với tình trạng đói và thậm chí là nạn đói.

Chủ nhật, 05/06/2016 - 01:32

Báo động ô nhiễm môi trường đô thị
Báo động ô nhiễm môi trường đô thị

(Dân trí) - Người dân sống ở những đô thi lớn ngày nay cảm thấy ngột ngạt bởi môi trường sống ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Nhiều nhà cao tầng đua nhau mọc lên, đường phố chen chúc toàn xe ô tô, xe gắn máy xả khí thải; còn những ao hồ và thảm cây xanh ngày càng thu hẹp…

Chủ nhật, 05/06/2016 - 12:39

Sinh viên tranh luận về rau chân vịt khiến chuyên gia “thua cuộc”
Sinh viên tranh luận về rau chân vịt khiến chuyên gia “thua cuộc”

(Dân trí) - Hội đồng Thông tin Thực phẩm châu Âu đã thừa nhận sau khi những tranh luận khoa học của sinh viên dành thắng lợi đó là rau chân vịt có thể bảo quản lạnh, tích trữ và hâm nóng ở điều kiện thích hợp. Các chuyên gia đã rút lại lời khuyên không nên hâm nóng rau chân vịt.

Thứ bảy, 04/06/2016 - 02:39

Máy bay không người lái chạy năng lượng mặt trời do sinh viên Việt Nam sản xuất
Máy bay không người lái chạy năng lượng mặt trời do sinh viên Việt Nam sản xuất

(Dân trí) - Nhóm sinh viên ĐH Bách khoa Hà Nội đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công máy bay không người lái sử dụng pin năng lượng mặt trời. Đây là kết quả nghiên cứu không ngừng cải tiến của 4 khóa sinh viên thuộc bộ môn Kỹ thuật Hàng không và Vũ trụ - Viện Cơ khí Động lực.

Thứ bảy, 04/06/2016 - 02:09

Công nghệ đẩy nước lên cao sử dụng chính sức nước của thầy giáo trường chuyên
Công nghệ đẩy nước lên cao sử dụng chính sức nước của thầy giáo trường chuyên

(Dân trí) - Thiết bị đưa nước lên cao sử dụng sức nước có thể đưa nước lên độ cao tới 70m với lưu lượng 6m3/ngày đêm mà không cần sử dụng đến bất cứ loại nhiên liệu nào, phục vụ hiệu quả việc lấy nước tưới tiêu và sinh hoạt cho bà con vùng cao nước ta.

Thứ bảy, 04/06/2016 - 12:28

Nghiên cứu ứng dụng nano bạc cho ngành da giầy
Nghiên cứu ứng dụng nano bạc cho ngành da giầy

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu da-giầy đã gặt hái nhiều thành công trong việc nghiên cứu ứng dụng nano bạc sát khuẩn nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm lót giầy. Sự thành công của đề tài sẽ mở ra cho các đơn vị da giầy trong nước khả năng sản xuất các sản phẩm vừa có tính năng sử dụng vừa có tính năng chăm sóc sức khỏe người sử dụng.

Thứ bảy, 04/06/2016 - 11:31

ĐÁNG QUAN TÂM
Phương pháp mới để tìm vật liệu ngậm nước trên mặt trăng
Phương pháp mới để tìm vật liệu ngậm nước trên mặt trăng

(Dân trí) - Trước những nhiệm vụ của tàu Apollo trên Mặt trăng, các nhà khoa học đã suy đoán rằng các chất bay hơi bao gồm cả nước có thể được tích lũy lâu dài ở các vùng tối của các cực. Sau đó tàu Apollo đã mang các mẫu trên mặt trăng trở lại, cho phép tiến hành các phép đó thực tế: Họ không thấy khoáng chất nào chứa nước phổ biến trên Trái đất.

Thứ bảy, 04/06/2016 - 12:00

Dự đoán khả năng tỉnh lại của bệnh nhân bị hôn mê
Dự đoán khả năng tỉnh lại của bệnh nhân bị hôn mê

(Dân trí) - Bất kỳ ai từng trải qua cơn ác mộng khi thấy người thân trong tình trạng hôn mê đều hiểu rằng đôi khi tất cả các bạn thực sự muốn thấy một vài dấu hiệu là thực sự họ sẽ tỉnh dậy hay không.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 05:13

Khói thuốc làm tăng sức phát triển của vi khuẩn
Khói thuốc làm tăng sức phát triển của vi khuẩn

(Dân trí) - Miệng là nơi cư trú của hàng triệu vi trùng, và khói thuốc lá có thể làm tăng khả năng bám trụ kiên cố của một số vi khuẩn như Porphyromonas gingivalis và chống lại hệ thống miễn dịch.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 04:27

Làm gì để chống nóng và tránh say nắng?
Làm gì để chống nóng và tránh say nắng?

(Dân trí) - Trong những ngày nắng nóng này, mọi người đều thấy mệt mỏi, làm việc năng suất thấp. Nếu đi ra nắng nhiều có thể bị say nắng, cần cứu chữa kịp thời, để tránh nguy hiểm đến tính mạng. Vậy cần làm gì để chống nóng và tránh say nắng.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 03:37

6 Giáo sư đạt giải Nobel sẽ đến Việt Nam trong đầu tháng 7
6 Giáo sư đạt giải Nobel sẽ đến Việt Nam trong đầu tháng 7

(Dân trí) - Tại buổi họp báo về Chương trình “Gặp gỡ Việt Nam” lần thứ 12 diễn ra ở Bộ Thông tin và Truyền thông sáng 3/6, Ban tổ chức cho biết: Sẽ có 6 Giáo sư đạt giải Nobel góp mặt tại hội nghị “Khoa học cơ bản và xã hội”. Giáo sư Ngô Bảo Châu – người đạt Huy chương Fields cũng sẽ tham gia.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 03:18

Báo động về hiện tượng tẩy trắng san hô
Báo động về hiện tượng tẩy trắng san hô

(Dân trí) - Có ít nhất 35% rạn san hô ở miền Bắc và miền Trung biển Great Barrier Reef của Úc đã bị chết hoặc sắp bị chết xuất phát từ hiện tượng “tẩy trắng” số lượng lớn san hô. Việc đánh giá mức độ đã được thực hiện sau nhiều tháng khảo sát trên không và dưới nước sau khi hiện tượng tẩy trắng tồi tệ nhất được ghi nhận lần đầu tiên trong lịch sử lại trở nên rõ rệt vào tháng 3 năm nay là do sự ấm lên bất thường của nước biển.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 09:40

Những phát hiện thú vị về  ô tô nano
Những phát hiện thú vị về ô tô nano

(Dân trí) - Trong những thử nghiệm mới nhất, các nhà nghiên cứu ở Đại học Rice – những người đã phát triển chiếc ô tô nano đầu tiên và cùng với những người đồng nghiệp ở Đại học North Carolina State (NC State) đã phát hiện ra việc điều khiển các phương tiện trong điều kiện môi trường xung quanh như tiếp xúc với không khí ngoài trời chứ không phải môi trường chân không - sẽ nguy hiểm hơn sau một thời gian vì những chiếc xe đơn phân tử kỵ nước bị kẹt trên đường và gây ra những va chạm với tốc độ lớn.

Thứ sáu, 03/06/2016 - 01:17

Hệ thống cảnh báo sớm trước cơn hen suyễn
Hệ thống cảnh báo sớm trước cơn hen suyễn

(Dân trí) - Những người mắc bệnh hen suyễn nặng cần tránh một số hoạt động và tình huống nhất định, tuy nhiên những cơn hen suyễn vẫn có thể xảy ra. Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Bang Bắc Carolina đang phát triển một hệ thống cảnh báo sớm có thể mang mặc gọi là máy theo dõi sức khỏe và môi trường (Health and Environmental Tracker-HET).

Thứ sáu, 03/06/2016 - 12:10

Học sinh lớp 11 nghiên cứu mô hình “Hệ thống xử lý nước mưa khép kín”
Học sinh lớp 11 nghiên cứu mô hình “Hệ thống xử lý nước mưa khép kín”

(Dân trí) - Sử dụng trực tiếp nước mưa để phục vụ cho ăn uống, sinh hoạt hàng ngày có thể dẫn đến việc mắc các bệnh về đường tiêu hóa, làm sức khỏe con người bị giảm sút. Trước thực tế đó, em Nguyễn Ngọc Thảo Quỳnh và Lê Võ Hoàng Yến - học sinh lớp 11 trường THPT An Lạc Thôn (tỉnh Sóc Trăng) đã triển khai nghiên cứu mô hình "Hệ thống xử lý nước mưa khép kín”

Thứ năm, 02/06/2016 - 05:15

Hàng chục hộ dân khốn khổ vì nguồn nước nhiễm mặn
Hàng chục hộ dân khốn khổ vì nguồn nước nhiễm mặn

(Dân trí) - Nhiều năm qua, hàng chục hộ dân xã Quảng Thái, huyện Quảng Xương khốn khổ vì nguồn nước ngầm bị nhiễm mặn. Để có nước sinh hoạt, người dân phải bỏ tiền ra đầu tư máy lọc và mua nước bình về dùng.

Thứ năm, 02/06/2016 - 04:54

Năng lượng tái tạo phá kỷ lục toàn cầu trong năm 2015
Năng lượng tái tạo phá kỷ lục toàn cầu trong năm 2015

(Dân trí) - Năm 2015, đầu tư và sản xuất năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời và thủy điện đạt kỷ lục trên toàn thế giới.

Thứ năm, 02/06/2016 - 02:12

Con người có thể sống trong những thuộc địa không gian vào năm 2100
Con người có thể sống trong những thuộc địa không gian vào năm 2100

(Dân trí) - Có rất nhiều lựa chọn nơi mà bạn có thể sinh sống, hiện nay con người đang sống trên mọi châu lục gồm cả Nam Cực. Tuy nhiên, những hành tinh khác ngoài trái đất thì sao?

Thứ năm, 02/06/2016 - 11:09