د. جيامبيرو مارشيجاني من مركز بحوث الكوانتم يشارك في تأليف ورقة بحثية حول الكهرباء الحرارية ثنائية القطب

Dr. Giampiero Marchegiani

 

يسعدنا الإعلان أن الدكتور جيامبيرو مارشيجاني، باحث ما بعد الدكتوراه لدى قسم فيزياء الكوانتم التابع لمركز بحوث الكوانتم، شارك مؤخراً في تأليف ورقة علمية جديدة بعنوان "محرك جوزيفسون الكهروحراري ثنائي القطب"، بالتعاون مع باحثين بارزين آخرين في مجال تكنولوجيا الكوانتم من CNR-NANO في بيزا (SQEL بقيادة الدكتور فرانشيسكو جيازوتو). وقد نُشرت هذه الورقة في مجلة "نايتشر نانوتكنولوجي"، إحدى المجلات العلمية المرموقة والخاضعة لنموذج مراجعة الأقران.

وخلصت الورقة البحثية إلى وجود تأثير كهروحراري قوي، والمقصود هنا توليد التيار الكهربائي باستخدام الحرارة، لتقاطعات جوزيفسون التي تعد العناصر الرئيسية للمعالجات فائقة التوصيل، الأمر الذي يشكل أول رصد تجريبي للكهرباء الحرارية ثنائية القطب، إذ تمكن الجهاز من توليد إشارة كهربائية موجبة أو سالبة دون تحكم إضافي في ظل تدرج ثابت لدرجة حرارة. ويأتي هذا السلوك الغريب نتيجةً للانهيار العفوي للتناظر بين الجسيمات والثقوب، والذي يحدث عند التدرجات الحرارية الكبيرة.

وبعد قيام الباحثين بدمج تلك التقاطعات في مقياس جوزيفسون للتداخل لبناء محرك جوزيفسون كهروحراري ثنائي القطب، تمكنوا من توليد ما يصل إلى 140 نانو واط لكل مم2 من الطاقة الكهربائية عند درجات حرارة دون كلفن. أي أن المحرك قد يُعتمد فوراً في تكنولوجيا التوصيل الفائق عبر تصنيع محركات ومولدات طاقة وأجهزة إلكترونية وذاكرة وأجهزة استشعار للإشعاعات ومحولات.

وتعد جهود الدكتور مارشيجاني البحثية محورية في تحري التأثيرات الكهروحرارية غير الخطية. أما خارج منظومة الموصلات الفائقة، يقدم البحث طريقة مبتكرة لتوليد الطاقة من التدرجات الحرارية. وقد تكشف المزيد من الأبحاث عن ذلك التأثير عبر مختلف الأنظمة التي تتراوح من أشباه الموصلات والمواد الإلكترونية منخفضة الأبعاد إلى الموصلات الفائقة عالية الحرارة والعوازل الطوبولوجية.

ويذكر أن مركز بحوث الكوانتوم يختص بتكنولوجيا الكوانتم التي تعد إحدى المجالات المتميزة التي تربط ما بين العلوم الأساسية والتطبيقات التكنولوجية. ويساهم فريق العلماء التابعين لقسم فيزياء الكوانتوم إلى جانب زملائهم في المركز في إيجاد الحلول لأصعب الأسئلة وأبرز التحديات والمساهمة أيضاً في تعزيز حضور دولة الإمارات في هذه المجالات الاستراتيجية.