Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

New technology in the magnetic cooling of chips

20.02.2013
Luis Hueso, the CICnanoGUNE researcher, together with researchers from the University of Cambridge, among others, has developed a new technology in the magnetic cooling of chips based on the straining of materials. Compared with the current technologies, this advance enables the impact on the environment to be lessened. The work has been published recently in the prestigious journal Nature Materials.
Current cooling systems, be they refrigerators, freezers or air conditioning units, make use of the compression and expansion of a gas. When the gas is compressed, it changes into a liquid state and when it expands it evaporates once again. To evaporate, it needs heat, which it extracts from the medium it touches and that way cools it down. However, this system is harmful for the environment and, what is more, the compressors used are not particularly effective.

One of the main alternatives that is currently being explored is magnetic cooling. It consists of using a magnetic material instead of a gas, and magnetizing and demagnetizing cycles instead of compression-expansion cycles. Magnetic cooling is a technique based on the magnetocaloric effect, in other words, it is based on the properties displayed by certain materials to modify their temperature when a magnetic field is applied to them. However, the applying of a magnetic field leads to many problems in current miniaturized technological devices (electronic chips, computer memories, etc.), since the magnetic field can interact negatively owing to its effect on nearby units. In this respect, the quest for new ways of controlling the magnetization is crucial.

Magnetism without magnetic fields

The researchers Luis Hueso, Andreas Berger and Odrej Hovorka of nanoGUNE have discovered that by using the straining of materials, they can get around the problems of applying a magnetic field. “By straining the material and then relaxing it an effect similar to that of a magnetic field is created, thus inducing the magnetocaloric effect responsible for cooling,” explains Luis Hueso, leader of the nanodevices group at nanoGUNE and researcher in this study.

“This new technology enables us to have a more local and more controlled cooling method, without interfering with the other units in the device, and in line with the trend in the miniaturization of technological devices,” adds Hueso.

20-nanometre films consisting of lanthanum, calcium, manganese and oxygen (La0.7Ca0.3MnO3) have been developed. According to Hueso, “the aim of this field of research is to find materials that are efficient, economical and environmentally friendly.”

“The idea came about at Cambridge University and among various groups in the United Kingdom, France, Ukraine and the Basque Country we have come up with the right material and an effective technique for cooling electronic chips, computer memories and all these types of applications in microelectronics. Technologically, there would not be any obstacle to using them in fridges, freezers, etc. but economically it is not worthwhile because of the size,” stresses Hueso.

Today, most of the money spent on the huge dataservers goes on cooling. That is why this new technology could be effective in applications of this kind. Likewise, one of the great limitations that computer processors have today is that they cannot operate as fast as one would like because they can easily overheat. “If we could cool them down properly, they would be more effective and could work faster,” adds Hueso.

Dr Hueso stresses that this is a very interesting subject with respect to future patents.

Luis Hueso

Luis Hueso (Madrid, 1974) is an Ikerbasque researcher and leads the nanodevices team at nanoGUNE. He has a PhD in Physics from the University of Santiago de Compostela. Between 2002 and 2005 he was a Marie Curie fellow at Cambridge University where he developed a project on spin transport in carbon nanotubes. In 2006 he moved to the Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italy) and in 2007 was appointed Professor at the University of Leeds. Since 2008, Luis Hueso has been pursuing his scientific research activities in the nanodevices team at nanoGUNE. He has been exploring materials and functionalities to be able to develop new electronic devices that constitute a revolution with respect to the current silicon-based ones, which could soon be reaching the limits of their capacity. It was in fact this work that in 2012 earned him the prestigious Starting Grant awarded by the European Research Council to the tune of 1.3 million euros.

Publication reference

X.Moya, L.E. Hueso, F. Maccherozzi, A.I. Tovstolytkin, D.I. Podyalovskii, C. Ducati, L.C. Phillips, M. Ghidini, O. Hovorka, A. Berger, M.E. Vickers, E. Defay, S.S. Dhesi and N. D. Mathur. Giant and reversible extrinsic magnetocaloric effects in La0.7Ca0.3MnO3 films due to strain. Nature Materials. DOI: 10.1038/NMAT3463.

Irati Kortabitarte | EurekAlert!
Further information:
http://www.elhuyar.com

More articles from Materials Sciences:

nachricht New material for digital memories of the future
19.10.2017 | Linköping University

nachricht Electrode materials from the microwave oven
19.10.2017 | Technical University of Munich (TUM)

All articles from Materials Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie