در میکروالکترونیک، گرما باعث مشکلاتی میشود و مهندسین باید تلاش زیادی برای فرایند سرد کردن کنند. وسایلی مثل میکروچیپها، باعث اتلاف انرژی میشوند که در طول انجام کار ایجاد میشود. فیزیکدانان اینسبراک مفهومی را در لیزر پیشنهاد دادند که میتواند با گرما بیشتر انرژی بگیرد. این ایده، تماماً راه جدیدی برای سردسازی میکروچیپهاست.
لیزر ۵۰ سال پیش اختراع شد. از آن زمان تاکنون مورد استفاده صنعتی و روزمره قرار گرفته است. لیزرها با طول و توانشان باهم فرق دارند. از ارتباطات گرفته تا پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. بااین حال همه به یک میزان مورد پژوهش قرار گرفتهاند. لیزرهای تراهرتز و فرا-فروسرخ لیزرهای آبشاری کوانتمی، مهمترین منابع تابش همدوس هستند. موجهای همدوس در واقع یک موجی هستند که وقتی تجریه میشوند خودشان منبعی با همان ویژگی موج اولیه منتشر میشوند.
تقویت نور در چنین لیزرهای آبشاری الگوی تکرارشوندهای در لایههای نیم رساناها دارند که جریان الکتریکی در آنها وجود دارد. بین این لایهها الکترونها با دیگر ذرات هم برخورد میکنند. الکترونها از این ساختار در یک سری تونل زنی و خیز کوانتمی و اتبش ذرات همدوس منتقل میشوند. دو فیزیکدان نظری در مقالهای بران بودند که اثرگرمایی به دلیل لایههای ضخیم نیم رسانا، لیزر اجتناب ناپذیر است. بخش مشکل این مسئله، مناطق گرم و سرد در این لیزرهای همدوس هستند. در چنین دماهایی در لیزر، الکترونها برانگیخته شده و تونلزنی در مناطق سرد اتفاق میافتد که فوتونها گسیل میشوند. همین ترکیب، مداری درست میکند که ذرات نوری گسیل شده، گرما همزمان از این سیستم فیزیکی جذب میشود.
K. Sandner, H. Ritsch. Temperature Gradient Driven Lasing and Stimulated Cooling. Physical Review Letters, 2012; 109 (19) DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.193601