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Micro-refrigerateur

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Des chercheurs americains du NIST a Boulder (Colorado) et de
l’Universite Notre Dame (Indiana) ont developpe un systeme
micro-refrigerateur qui peut refroidir des objets en volume jusqu’a des
temperatures de l’ordre de la centaine de mK. Beaucoup de capteurs pour
l’instrumentation scientifique necessiteront bientot une refrigeration
dans cette gamme de temperatures et les systemes actuels a l’etat solide
ne peuvent pas descendre en dessous de 1 K. Ce nouveau refrigerateur
miniature est constitue d’un empilement de couches minces : une couche
metallique a la base surmontee d’une couche isolante, puis d’une couche
supraconductrice au sommet. En reliant une batterie a l’empilement, les
electrons les plus energetiques de la couche metallique traversent la
couche isolante par effet tunnel vers la couche supraconductrice, ce qui
a pour effet de refroidir le metal et de retirer ainsi de l’energie aux
electrons et aux phonons de l’objet a refroidir qui n’est pas connecte
electriquement avec le systeme refrigerateur. Les chercheurs ont
fabrique ainsi quatre dispositifs differents, chacun de dimensions 25
par 15 micrometres, qui peuvent refroidir des objets de 450 micrometres
de cote, a des temperatures de 320 a 225 mK. L’equipe indique qu’en
associant des systemes peu couteux de refrigeration a l’helium 3 avec
des dispositifs a effet tunnel de ce type, il devrait etre possible de
refroidir des objets de la taille du centimetre jusqu’a des temperatures
de 100 mK, voire inferieures.

Sources : A M Clark et al. 2005 Appl. Phys. Lett. 86 173508 ;
http://www.physicsweb.org/articles/news/9/4/16/1

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