Управлять теплом в электронике сложно: обычные материалы излучают энергию в зависимости от того, как они ее поглощают, и не дают возможности направить ее в нужную сторону. Новая разработка японских инженеров меняет этот подход.

Источник изображения: Университета Осаки

Исследовательская группа из Университета Осаки (Япония) создала устройство, которое состоит из двух ключевых компонентов: соединения индия и мышьяка (InAs) и фазопереходного материала на основе германия, сурьмы и теллура (GST). Первый слой меняет оптические свойства под действием магнитного поля, обеспечивая направленный контроль излучения. Второй может переключаться между аморфным и кристаллическим состояниями и запоминает выбранную конфигурацию даже после отключения питания.

Предыдущие аналоги требовали, чтобы свет падал на поверхность под очень острым углом, что снижало эффективность. К тому же большинство из них работали только при постоянной подаче энергии. Новый образец функционирует при угле падения всего три градуса — почти перпендикулярно поверхности. Прототип сохраняет настройки без питания и позволяет менять режим работы.

Тестирование показало коэффициент невзаимности около 0.9, что говорит о высокой эффективности разделения процессов поглощения и излучения. Система допускает плавную регулировку через изменение магнитного поля и дискретное переключение состояний при смене фазы GST. Технология пока находится на лабораторной стадии, но потенциально может применяться для отвода тепла от горячих зон в процессорах, снижения теплового влияния между чиплетами и стабилизации работы кремниево-фотонных устройств, характеристики которых зависят от температуры.