Светодиоды могут охлаждать? Холодным синим светом, да. Конечно, это шутка. Но ведь в прошлом году Артур Эшкин получил Нобелевскую премию по физике за метод охлаждения с помощью лазера. Чем светодиод хуже? Группа учёных из Мичиганского университета решила поставить всё с ног на голову и воссоздала условия, в которых инфракрасный светодиод смог поглощать тепловое излучение от объекта и, тем самым, понижать его температуру.
Несмотря на микроскопические размеры элементов измерительной установки (светодиод был размером с «рисовое зёрнышко», а калориметр для фиксации изменений энергии примерно в 10 раз меньше), испытательный стенд оказался довольно внушительным (см. фото выше). Проблема в том, что рабочая (поглощающая или излучающая) поверхность светодиода должна располагаться рядом с калориметром на расстоянии меньше дины волны излучения. В эксперименте зазор равен 55 нм, и помехой ему станут любые колебания вокруг установки ― шаги, вибрации в здании, другое. Необходимость в постоянном зазоре нужна для того, чтобы возник эффект ближнего поля или эванесцентного связывания, а также чтобы предотвратить возврат инфракрасных фотонов обратно в калориметр.
Но главным открытием стало то, что светодиод необходимо включить с обратной полярностью. В таком случае он перестаёт излучать фотоны и, как оказалось, обратное включение полностью подавляет тепловое излучение светодиода. Более того, светодиод (теперь уже фотодиод) начинает поглощать инфракрасное излучение в виде потока фотонов от калориметра, что приборы фиксируют как охлаждение измерительного устройства.
Расчётная мощность охлаждения опытной установки достигает 6 Вт/м2. Теоретически такой метод может охлаждать до 1000 Вт/м2, что эквивалентно солнечному освещению квадратного метра земной поверхности. Если всё сложится как надо, предложенный метод отвода тепла когда-нибудь может стать хорошим решением для охлаждения процессоров в мобильных устройствах, которые становятся всё тоньше и мощнее.
