两位加州大学河滨分校的物理学助理教授是研究小组中的一员，他们开发了一种在极短的时间内看到电子冷却的新方法。
该开发可以应用于热管理很重要的许多地方，包括视觉显示器，下一代太阳能电池和用于光通信的光电探测器。
在视觉显示器中，例如在手机和计算机监视器中使用的那些，以及光电探测器，其具有广泛的应用，包括太阳能收集和光纤通信，电子的大部分能量通过加热材料而被浪费。控制电子中的热流而不是通过加热材料来浪费这种能量，可以通过将多余的能量转换成有用的功率来潜在地提高这种装置的效率。
这项研究在一篇题为“调整范德瓦尔斯异质结构中的超快电子热化途径”的论文中进行了概述，该论文于周一(1月18日)在线发表在“ 自然物理学 ”杂志上。加州大学河滨分校物理学助理教授Nathan Gabor和Joshua CH Lui也是合着者之一。
在诸如半导体中使用的电子材料中，电子可以通过光脉冲快速加热。电子相互冷却所需的时间非常短，通常不到1万亿分之一秒。
为了理解这种行为，研究人员使用了使用超快激光技术的高度专业化工具。在二维材料中，石墨烯冷却激发的电子发生得更快，仅耗费30千万亿分之一秒。以前的研究很难捕捉到这种非常快速的行为。
为解决这个问题，研究人员使用了一种完全不同的方法 他们将单层石墨烯与薄层绝缘氮化硼结合在一起形成夹层结构，称为范德瓦尔斯异质结构，在冷却开始时为电子提供两条路径可供选择。电子留在石墨烯中并通过彼此反弹冷却，或者它们被石墨烯吸出并穿过周围层。
通过调整标准实验旋钮，例如电压和光脉冲能量，研究人员发现他们可以精确控制电子的行进位置和冷却时间。这项工作提供了在极短时间内看到电子冷却的新方法，并展示了用于纳米级光电子学的新型器件。
这种结构是通过机械堆叠原子级薄膜合成的新型装置中的第一种。通过仔细选择构成器件的材料，研究人员开发出一种仅10纳米厚的新型光电子光电探测器。这些器件解决了用于集成电路的超密集，低功耗和超高效器件的技术驱动。
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