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Laserkühler für Elektronik

28.01.2013

Ein Team von Physikern unter der Leitung von Qihua Xiong von der Nanyang Technological University in Singapur entwickelte eine neue Laserkühltechnik, indem es beobachtete, wie Nanostreifen aus einem anderen Halbleitertyp, einer Verbindung aus Schwefel und Cadmium, auf einen Laserstrahl reagierten.

Laserkühlsysteme werden häufig in der Kernphysik und bei Untersuchungen der Quanteneigenschaften der Mikrowelt eingesetzt. Spezielle Laserfallen und Kühler ermöglichen es, Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu erreichen, was mit anderen Kühlmethoden praktisch unmöglich ist. Trotz der hohen Entwicklung dieser Technologie wurde sie noch nicht an die Arbeit mit Halbleiterelektronik auf der Basis von Silizium und Galliumarsenid angepasst. Wie Wissenschaftler erklären, absorbieren die Atome der Materie, auf die das Gerät gerichtet ist, bei Bestrahlung mit einem Laser Photonen seiner Strahlung. Unter bestimmten Bedingungen werden einige dieser Photonen mit einer höheren Frequenz zurück emittiert, was zusätzliche Energie verbraucht, die aus den thermischen Schwingungen von Atomen gewonnen wird. Aus diesem Grund kühlt Laserbestrahlung Materie, anstatt sie aufzuheizen. Dieser Effekt, die sogenannte Anti-Stokes-Lumineszenz, wird vielfach in Systemen zur Laserkühlung von Atomen genutzt.

Xiong und Kollegen fanden heraus, dass Anti-Stokes-Lumineszenz in Cadmiumsulfidstreifen mit einer speziell ausgewählten Dicke und Struktur auftritt. Bei dem Versuch, eine maximale Kühlung zu erreichen, gingen die Wissenschaftler mehrere Optionen für Laseremitter durch, bis sie sich für einen herkömmlichen grünen Laser mit einer Wellenlänge von 514 nm entschieden. Laut den Forschern war der grüne Laser in der Lage, aufgewickelte Cadmiumsulfid-Streifen bei Raumtemperatur um 40 Grad Celsius abzukühlen. Mit abnehmender Material- und Umgebungstemperatur nimmt die Kühlleistung allmählich ab, bis sie bei 93 Grad Celsius unter Null ein Minimum erreicht.

Wie die Forscher bemerken, kann nach zusätzlicher Forschung eine ähnliche Kühltechnik auf Silizium-Mikrochips angewendet werden. Xiong und seine Kollegen glauben, dass solche Laser-"Kühler" aufgrund des geringen Stromverbrauchs und der Kompaktheit moderner Laser in elektronische Miniaturgeräte eingebaut werden können.

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Petgugu Global Katzenstreu 15.04.2024

Die Pflege von Haustieren kann oft eine Herausforderung sein, insbesondere wenn es darum geht, Ihr Zuhause sauber zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine neue interessante Lösung vorgestellt, die Katzenbesitzern das Leben erleichtert und ihnen hilft, ihr Zuhause perfekt sauber und ordentlich zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine einzigartige Katzentoilette vorgestellt, die den Kot automatisch ausspülen kann und so Ihr Zuhause sauber und frisch hält. Dieses innovative Gerät ist mit verschiedenen intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Toilettenaktivität Ihres Haustieres überwachen und nach dem Gebrauch eine automatische Reinigung aktivieren. Das Gerät wird an die Kanalisation angeschlossen und sorgt für eine effiziente Abfallentsorgung, ohne dass der Eigentümer eingreifen muss. Darüber hinaus verfügt die Toilette über einen großen spülbaren Stauraum, was sie ideal für Haushalte mit mehreren Katzen macht. Die Petgugu-Katzentoilettenschüssel ist für die Verwendung mit wasserlöslicher Streu konzipiert und bietet eine Reihe zusätzlicher ... >>

Die Attraktivität fürsorglicher Männer 14.04.2024

Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>

Elektronischer Helm für LKW-Fahrer 14.04.2024

Verkehrssicherheit, insbesondere für Fahrer schwerer Baumaschinen, hat für Ingenieure und Wissenschaftler höchste Priorität. Vor diesem Hintergrund hat das deutsche Fraunhofer-Institut für Strukturfestigkeit und Systemzuverlässigkeit ein neues Produkt vorgestellt – einen elektronischen Helm, der Fahrer beim Führen von Baufahrzeugen vor schweren Verletzungen schützen soll. Ein neuer elektronischer Helm, der von einem Team von Ingenieuren des Fraunhofer-Instituts entwickelt wurde, eröffnet neue Perspektiven für die Sicherheit von Lkw- und Baumaschinenfahrern. Das Gerät ist in der Lage, das Ausmaß der Erschütterungen im Fahrzeuginnenraum zu überwachen und den Fahrer vor möglichen Gefahren zu warnen. Grundlage der Helmfunktion ist ein eingebauter piezoelektrischer Sensor, der bei physikalischer Verformung Strom erzeugt. Dieser Mechanismus ermöglicht es dem Gerät, auf die für Baumaschinen typischen starken Vibrationen zu reagieren. Wenn die Verformung sichere Werte überschreitet, wird am Helm ein Alarmsystem aktiviert. ... >>

Antivitamine statt Antibiotika 13.04.2024

Das Problem der bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika wird immer gravierender und stellt eine Gefahr für die wirksame Behandlung von Infektionen dar. Vor diesem Hintergrund suchen Forscher nach neuen Wegen zur Bekämpfung von Superbakterien. Eine vielversprechende Richtung ist der Einsatz von Antivitaminen, die antibakteriell wirken können. Obwohl Antivitamine als das Gegenteil von Vitaminen bekannt sind, haben sie sich als vielversprechendes Mittel im Kampf gegen bakterielle Antibiotikaresistenzen erwiesen. Eine von Wissenschaftlern der Universität Göttingen in Deutschland durchgeführte Studie bestätigte ihr Potenzial bei der Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung gefährlicher Infektionen. Angesichts der Zunahme antibiotikaresistenter Superbakterien besteht die Notwendigkeit, alternative Behandlungsmethoden zu finden. Antivitamine sind Moleküle, die den Vitaminen ähneln, aber die bakterielle Aktivität hemmen können, ohne den menschlichen Körper zu schädigen. Derzeit kennt die Wissenschaft nur drei Antivitamine: Rose ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Caterpillar-Untergrundlader 17.01.2024

Caterpillar leistet weiterhin Pionierarbeit bei Elektrifizierungstechnologien für einen effizienten Untertagebetrieb und führt gleichzeitig innovative Energielösungen ein.

Caterpillar hat eine neue Reihe elektrischer Geräte eingeführt, die für den effizienten Einsatz unter Tage konzipiert sind. Der Hersteller von Schwermaschinen stellte einen Untertagelader, einen Elektrobagger und ein Steuerungssystem vor, das das Laden aller Geräte im Werk koordiniert.

„Wir freuen uns, zur CES zurückzukehren, um unsere neuesten Fortschritte bei Energielösungen vorzustellen. Diese Veranstaltung ist für ihre Beiträge zu fortschrittlichen Technologien bekannt und bietet damit eine hervorragende Plattform, um unsere Führungsrolle bei Energiesystemen und umfassenden Servicelösungen zur Unterstützung der Energiewende zu präsentieren.“ „, sagte Rod Schurman, Senior Vice President von Caterpillar Electrification.

Das Unternehmen stellte Generatoren vor, die Strom für die Speicherung in Batteriespeichersystemen erzeugen können, und demonstrierte außerdem DC-Ladegeräte.

Caterpillar präsentierte einen elektrisch angetriebenen Minibagger mit Presslufthammer. Im Gegensatz zu anderen elektrischen Ausrüstungskonzepten, die elektrische Antriebe und Zahnräder zum Bewegen des Auslegers verwenden, verfügt der Cat 301.9 über einen Elektromotor für Räder und Zubehör, verwendet jedoch immer noch herkömmliche Hydrauliköle zum Antrieb des Auslegers.

Der Minibagger Caterpillar 301.9 ist mit einem 48-Volt-Bordbatteriepaket mit einer Gesamtkapazität von 32 kWh erhältlich, ausreichend für 3 Stunden Dauerbetrieb.

Ebenfalls ausgestellt war der Untertagelader Caterpillar R1700 XE LHD mit einer Hubkapazität von 16,5 Tonnen und einer Höchstgeschwindigkeit von knapp über 17 km/h. Angeschlossen an zwei innovative Ladestationen kann der Lkw seine Batterien in nur 20 Minuten schnell aufladen.

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