Far funzionare un LED al contrario può raffreddare l’elettronica del futuro

Fotodiodo — Il team ha modificato un fotodiodo a infrarossi delle dimensioni di un chicco di riso, mostrato in questa immagine al microscopio elettronico. Hanno levigato la superficie in modo da poterla posizionare in prossimità di un calorimetro personalizzato, a soli 55 nanometri (0,000055 millimetri) di distanza. Le misurazioni del calorimetro hanno mostrato che il fotodiodo, quando si muoveva con gli elettrodi invertiti, si comportava come se fosse a una temperatura più bassa e raffreddava il calorimetro (credito: Linxiao Zhu, Università del Michigan)

LED con elettrodi invertiti per raffreddare dispositivi elettrici? È la proposta che arriva da due professori di ingegneria meccanica dell’Università del Michigan, Pramod Reddy e Edgar Meyhofer. Nel loro lavoro, pubblicato su Nature, si parla di come sia possibile, invertendo gli elettrodi di un diodo ad emissione luminosa, raffreddare un altro dispositivo pochi nanometri di distanza.
Il metodo potrebbe portare a soluzioni più efficienti proprio per quanto riguarda il raffreddamento dei microprocessori, una fase che ancora oggi non è efficientissima.

Reddy parla di un metodo “per utilizzare i fotoni per raffreddare i dispositivi che” basato sul lavoro di Arthur Ashkin, premio Nobel per la fisica nel 2018, su suo raffreddamento laser.
I ricercatori dell’Università del Michigan hanno pensato invece di sfruttare il potenziale chimico delle radiazioni termiche, un valore che, in alcune condizioni, non è equivalente a zero.

Secondo Linxiao Zhu, altro autore della ricerca, “Solitamente per le radiazioni termiche, l’intensità dipende solo dalla temperatura, ma in realtà abbiamo una manopola aggiuntiva per controllare questa radiazione, il che rende possibile il raffreddamento”.
Invertendo nel corso degli esperimenti le connessioni elettriche (positivo e negativo) su un LED a infrarossi, il LED cominciava a comportarsi come un oggetto a bassissima temperatura, assorbendo fotoni dal calorimetro. E, nel momento in cui il vuoto impediva al calore di ritornare nel calorimetro attraverso la conduzione, si aveva l’effetto di raffreddamento.