Per quanto a prima vista possa apparire controintuitivo, in realtà i solidi possono essere raffreddati illuminandoli con luce laser se dopo aver assorbito un fotone di una certa energia, ne emettono un altro di energia superiore. Quanto maggiore è la differenza di energia fra i due fotoni, tanto più la temperatura del materiale scende. Questo effetto, noto come fotoluminescenza anti-Stokes, è sfruttato dalla metà degli anni novanta per raffreddare alcuni vetri drogati con itterbio e altri elementi pesanti.

Il raffreddamento con luce laser di un semiconduttore era però finora apparso una possibilità estremamente remota, dato che il fotone assorbito crea una coppia elettrone-buca che solo occasionalmente si ricombina per formare un fotone di energia superiore. Solitamente la ricombinazione dà luogo a un riscaldamento che si propaga per il reticolo circostante.

Ora Jacob Khurgin della ha annunciato sulle di essere riuscito a definire le condizioni che permetterebbero di utilizzare questo fenomeno anche per i semiconduttori. Secondo Khurgin il risultato può essere ottenuto collocando a una distanza dal semiconduttore non superiore ai 10 nanometri una superficie metallica. In questo modo il semiconduttore fruirebbe dell'effetto di raffreddamento prodotto dai polaritoni di superficie che si formano sul metallo, ossia dalle oscillazioni quantistiche che vengono generate dall'interazione fra la luce e gli elettroni di conduzione del metallo stesso.

Khurgin ha calcolato che utilizzando come metallo l'argento e come semiconduttore il nitruro di gallio, si otterrebbe un'efficienza di raffreddamento sufficiente per applicazioni pratiche. In tal modo sarebbe cioè possibile raffreddare direttamente le apparecchiature elettroniche senza ricorrere a impianti di raffreddamento esterno,

rendendole più leggere e compatte, una qualità particolarmente utile per strumenti destinati a essere collocati su satelliti o per sistemi di visione notturna portatili. (gg)

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