یخچال نانومتری

معمولاً در بيشتر ترانزيستورهاي مرسوم، ولتاژ گيت براي کنترل جريان الکتريکي استفاده مي‌شود. مشکي و همکارانش در دانشگاه هلسينكي کشف کرده‌اند که کنترل گيت، مي‌تواند بر دما نيز تأثيرگذار باشد. از نظر آنها اين کار بسيار ساده‌است، ما يک تکه فلز معمولي داريم که از طريق تقاطع‌هاي تونلي به ابررساناها وصل شده‌است و با استفاده از يک باطري مي‌توان بين آنها ولتاژ ايجاد کرد. با اين ولتاژ مي‌توان جريان الکترون‌هاي منفرد را کنترل کرد. ما مي‌توانيم ولتاژ را به گونه‌اي تنظيم کنيم که تنها الکترون‌هاي گرمايي بگريزند و اين همان سرد‌سازي است. او اضافه مي‌کند كه اين ترانزيستور گرمايي فقط در يک جهت کار نمي‌کند و مي‌تواند به گونه‌اي به کار گرفته شود که به جاي سردسازي، گرم کند و اين براي ما بسيار مناسب است.
مشکي مي‌گويد:«اگر شما بخواهيد حساسيت را افزايش دهيد، بايد آن را تا حد ممکن کوچک کنيد. با اين حال هنگامي که آن را به‌اندازه‌اي که ما کوچک کرده‌ايم، کوچک کنيد، يک الکترون منفرد مي‌تواند انرژي را به گونه‌اي تغيير دهد که الکترون دوم نتواند جريان يابد. کوچک کردن افزاره مي‌تواند آن را از کار کردن بيندازد و اين همان جايي است که گيت به کمک ما مي‌آيد و کنترل الکترون‌ها را ممکن مي‌سازد و اجازه مي‌دهد که افزاره‌هاي ريز کار کنند».
ترانزيستور گرمايي محققان را يک گام به سمت راحت‌ترين وسايل سردساز پيش مي‌برد. هم‌اكنون اين کاري مقدماتي است و بيشتر براي کارهاي تحقيقاتي مفيد است؛ اما اصول آن در آينده مي‌تواند به‌خصوص در کاربرد‌هاي فضايي مورد استفاده قرار گيرد.
بعضي از اين کاربرد‌ها شامل سرد‌سازي آشکارسازهاي تابشي که به فضا فرستاده مي‌شوند، و ساخت حسگرهاي تصويري است. بزرگ‌ترين مزيت اين ترانزيستورهاي ريز گرمايي، اندازه نانومقياس آنهاست. تکنيک‌هاي سردسازي موجود خوب هستند، ولي به تجهيزات بزرگ و سنگين نياز داريد و پرزحمت و پرهزينه هستند. با استفاده از ترانزيستورهاي گرمايي ذکر شده رسيدن به دماهاي پايين به سادگي قابل حصول خواهد بود.
اين گروه در حال ساخت افزاره‌اي است که بتواند در دماي حدود 1/0 کلوين کار کند. مشکي تأکيد مي‌کند که کشف او در فهم توانايي سردسازي با الکترون منفرد بيش از يک قدم است. او مي‌گويد: «ما انتظار داريم که بيشتر از اين نيز جلو برويم و تلاش مي‌کنيم تا حتي به دماهاي پايين‌تر برسيم و بتوانيم پژوهش‌هايي در مورد اين‌که چگونه اين الکترون‌ها کار مي‌کنند داشته باشيم».
نتايج اين تحقيق تحت عنوان «ترانزيستور گرمايي: نمايشي از يخچال الکترونيکي کنترل شده با گيت» در مجلة Physical Review Letters منتشر شده‌است.