在一项与物理学的普遍假设背道而驰的发现中，密歇根大学的研究人员操作了带有倒置电极的发光二极管（LED），以冷却另一纳米级的器件。该方法可以为将来的微处理器提供一种新的固态冷却技术。未来的微处理器将在很小的空间中封装许多晶体管，而当前的方法无法尽快消除设备内部的热量。机械工程教授（这项工作的共同负责人和Edgar Meyhofer的共同负责人）Pramod Reddy说：“我们已经展示了使用光子冷却设备的第二种方法。”该领域最早的方法是激光冷却方法，该方法基于Arthur Ashkin的基础工作，Arthur Ashkin获得了2018年诺贝尔物理学奖的一半。由普拉莫德·雷迪（Pramod Reddy）领导的研究人员使用了热辐射的化学势，该概念更常用来解释电池的工作原理。梅霍夫说：“即使在今天，许多人仍认为辐射的化学势为零。但是，可以追溯到1980年代的理论工作表明，在某些情况下情况并非如此。例如，当放置在设备中时，电池中的化学势可以是驱动电流。在电池内部，金属离子会流到另一侧，因为它们可以消除某些化学势能，因此我们将这种能量用作电。电磁辐射（包括可见光和红外热辐射）通常不具有此潜力。机械工程研究人员，该研究的主要作者朱林晓说：“对于热辐射，辐射强度通常仅取决于温度，但实际上我们还有一个附加的旋钮可控制该辐射，这使我们可以研究冷却方法。而且这个旋钮是电动的。从理论上讲，颠倒红外LED上的正负电连接不仅会阻止其发光，而且还会抑制由于它在室温下进行而产生的热辐射。雷迪说：“经过这种反向操作的LED的行为就像它们处于较低的温度一样。”但是，测量和验证这种冷却的过程非常复杂。为了从物体获得足够的红外光以进入LED，两者必须非常接近-距离小于单个波长的红外光。这对于使用“近场”字段是必需的。或“渐逝耦合”指的是因此，更多的红外光子或光颗粒可以从待冷却的物体传递到LED中。 Reddy和Meyhofer的团队目前在这方面具有一定优势，因为它们已经加热和冷却了纳米级设备，并且仅以几十纳米的间隔（或少于头发宽度的千分之一）排列它们。在此近距离范围内，不会从要冷却的对象中逸出的光子可以进入LED，就像它们之间不存在间隙一样。该团队还可以使用超低振动实验室，该实验室可以测量被纳米分隔的物体，因为这些振动（包括建筑物中其他人的脚步声）将大大降低。该团队通过建造一个小型量热仪（一种测量能量变化的装置）并将其放置在一个米粒大小的微型LED旁边，证明了这一原理。然后，两者将不断地彼此之间以及环境中的其他位置连续发射和接收热光子。 Meyhofer指出：“任何在室温下的物体都会发光。夜视摄像机可以捕获来自温暖物体的红外光。”但是一旦LED反向偏置，它将开始充当非常低的温度物体，吸收热量计。光子。同时，该间隙防止热量通过传导返回热量计，从而产生冷却效果。该团队展示了每平方米6瓦的散热效果。从理论上讲，这种效应可以产生相当于每平方米1,000瓦的冷却，或等于地球表面上的阳光能量。对于未来的智能手机和其他计算机，这一发现可能非常重要。随着越来越小的设备开始具有更大的计算能力，从微处理器中散发的热量开始限制可以压缩到给定空间中的功率。随着这种新方法的效率和冷却速率的提高，研究小组希望这种现象可以成为从设备中的微处理器快速吸收热量的一种方式，甚至可以防止智能手机因纳米级而受到损害。垫圈可以将微处理器和LED完全分开。