Científicos de la Universidad Estatal de Sarátov N. G. Chernyshevski desarrollaron un método que permite pasar corrientes eléctricas colosales en elementos nanométricos sin destruirlos. El descubrimiento puede acelerar el desarrollo de una nanoelectrónica más potente y estable, informó TASS en el servicio de prensa del Ministerio de Ciencia y Educación Superior de la Federación Rusa.
Los nanodispositivos modernos y la electrónica de terahercios se enfrentan no tanto a limitaciones cuánticas, sino al problema del sobrecalentamiento. Con una alta densidad de corriente, los elementos se destruyen rápidamente. Los físicos de la SGU calcularon un "régimen seguro" de funcionamiento, mostrando en qué tamaños de nanoestructuras, materiales y condiciones de disipación de calor se pueden pasar corrientes extremadamente grandes sin llevar el metal a la fusión.
Según sus cálculos, con densidades de corriente normales, los cátodos se funden rápidamente. Sin embargo, con una selección óptima de tamaños y una refrigeración eficaz, la temperatura de la estructura no supera los 2 000 K, casi como en la superficie de una estrella, y al mismo tiempo se mantiene la estabilidad.
Los resultados de la investigación son importantes para la electrónica de terahercios, las fuentes de electrones de vacío y de campo, así como para los componentes nanoelectrónicos, donde los termocátodos tradicionales ya no son eficaces. Los físicos señalan que los cátodos de campo y autoemisores pueden ser significativamente más potentes y duraderos que los análogos existentes con una gestión adecuada del equilibrio térmico.
El factor clave son las superficies lisas, los pequeños tamaños de los electrodos (menos de una micrómetro) y la rápida disipación del calor. El uso de electrodos superconductores y la refrigeración a la temperatura del helio líquido eliminan por completo el problema del sobrecalentamiento.
