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Wärmediode ebnet den Weg für Thermal Computing
An den heimtückischen Hitzeeinwirkungen in Mikrochips führt kein Weg vorbei. Aber vielleicht gibt es jetzt eine Möglichkeit, es zu kontrollieren. Wataru Kobayashi von der Waseda-Universität in Japan und ein paar Freunde haben einen Gleichrichter gebaut, der es einem Wärmestrom ermöglicht, in eine Richtung zu fließen, aber nicht in die andere.
Seit einiger Zeit sagen Forscher voraus, dass thermische Gleichrichter mit Materialien möglich sein werden, deren Wärmeleitfähigkeit sich mit der Temperatur ändert. Die Kunst besteht darin, ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit bei tiefen Temperaturen und einer geringen Wärmeleitfähigkeit bei hohen Temperaturen zu finden und es dann mit einem Material mit genau der entgegengesetzten Eigenschaft zu heiraten.
Kobayashi und Co fanden eine solche Übereinstimmung in zwei Arten von Perowskit-Kobaltoxiden (LaCoO3 und La0.7Sr0.3CoO3). Zusammengeklebt bilden sie ein diodenähnliches Gerät, das einen Wärmestrom in eine Richtung passieren lässt, aber nicht in die andere.
Das ist beeindruckend, denn es ist das erste Mal, dass jemand die Wärmegleichrichtung in einem Schüttgut demonstriert hat (es wurde mit einzelnen Elektronen in Supraleitern und in einzelnen Nanoröhren durchgeführt).
Eine offensichtliche Anwendung sind Kühlkörper für Mikrochips, jedoch sind einige signifikante Verbesserungen erforderlich, um die betreffenden Wärmeströme zu übertragen.
Aber Kobayashi und Co haben größere Beute im Sinn. Sie sagen: Durch die Steuerbarkeit des Heizstroms kann der thermische Gleichrichter für zukünftige praktische Anwendungen wie ein thermischer Transistor, thermische Logikgatter und ein thermischer Speicher genutzt werden.
Was sie nicht sagen, ist, wie die thermische Informationsverarbeitung verwendet werden könnte. Vermutlich dort, wo Strom kaum zu bekommen ist und überschüssige Wärme sonst verloren geht. Denken Kappen auf.
Ref: arxiv.org/abs/0910.1153 : Ein Oxid-Thermogleichrichter