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NANOSCIENZE / È la volta della caloritronica, che ci regala il diodo termico

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Il diodo termico sviluppato al Cnr-Nano  Il diodo termico sviluppato al Cnr-Nano

Quello che hanno realizzato è praticamente un rettificatore, una valvola, che favorisce un flusso di corrente termica unidirezionale, cioè principalmente in un verso e non nell’altro: «nei nostri testi abbiamo registrato differenze di oltre 140 volte di una corrente rispetto all’altra; pensi che finora il meglio che si era ottenuto era dell’ordine dell’1,5%, perciò parliamo di un miglioramento dell’ordine del 14000%». Questo device in particolare non sfrutta le proprietà di fase dei superconduttori, perché c’è un singolo elemento superconduttivo; il passo successivo, dice il fisico pisano, sarà quello di realizzare diodi termici con due elementi superconduttivi «in modo che si possano far interferire con le fasi e quindi avere un controllo sulle proprietà di rettificazione grazie anche alle fasi quantistiche macroscopiche». Il materiale superconduttore utilizzato dai fisici del Cnr-Nano è Alluminio, che manifesta proprietà superconduttrici a bassa temperatura, dell’ordine di 1,4 kelvin, vicinissima allo zero assoluto e molto al di sotto della temperatura dell’elio liquido: «condizione di criogenia è necessaria per fare in modo che le correnti termiche dominanti siano solo quelle portatrici di carica e si possano limitare il più possibile le interazioni col reticolo cristallino che per noi è solo un canale di perdita». Ora le ricerche continueranno ancor più spedite. Anche perché sono supportate da un Grant dell’ERC (European Research Council) assegnatogli due anni fa, nella forma Consolidator e della durata di cinque anni, per il progetto COMANCHE (COherent MANipulation and Control of HEat in solid-state nanostructures).

Il progetto è infatti finalizzato a consolidare le basi di questa nuova disciplina della caloritronica coerente, cioè a investigare tutti gli effetti di calore su nanoscala in sistemi a stato solido controllati dalle fasi grazie all’ordine superconduttivo e alla coerenza che i superconduttori possono avere a basse temperature su scale molto piccole. Il progetto comprende tre linee di ricerca che Giazotto sintetizza così: «La prima riguarda la manipolazione delle correnti di calore con elementi a effetto Josephson, quindi con superconduttori accoppiati. 



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