Ученым удалось изготовить охлаждающий элемент из полупроводниковых пластинок

N+1Наука

Физики создали самый маленький термоэлектрический холодильник

Никита Козырев

William Hubbard et al. / ACS Nano, 2020

Ученым из Лос-Анджелеса удалось изготовить охлаждающий элемент из полупроводниковых пластинок с толщиной всего 100 нанометров, что на несколько порядков меньше характерных размеров предыдущих рекордно малых охлаждающих устройств. Исследователи показали, что созданный элемент при подаче на него электрического тока может охлаждаться на 21 кельвин относительно комнатной температуры, и что изменение температуры в столь малых устройствах можно измерять по размеру сконденсировавшихся на них капель. Как пишут авторы в статье, опубликованной в журнале ACS Nano, такие маленькие охладители работают эффективнее и быстрее своих полноразмерных аналогов, а их промышленное использование может привести к революции в электроэнергетике и технологиях производства охлаждающих элементов.

Термоэлектрические охладители — распространенные устройства, работающие на основе эффекта Пельтье, а именно явления переноса тепловой энергии между разнородными проводниками (чаще — полупроводниками) при протекании через них электрического тока. Они компактны и надежны, так как в них отсутствуют подвижные элементы, поэтому часто находят себе применение, однако в эффективности такие устройства все же уступают повсеместно встречающимся холодильникам на основе компрессоров.

Для повышения эффективности объемных термоэлектрических охладителей нужны материалы с высокой проводимостью (чтобы уменьшить нежелательный нагрев), с малой теплопроводностью (чтобы успешно сохранять большой градиент температур) и большим коэффициентом Зеебека. На практике крайне сложно обнаружить или создать материал, удовлетворяющий всем перечисленным требованиям, поэтому в попытке улучшить характеристики объемных устройств на основе эффекта Пельтье физики исследуют те же явления, но на наномасштабе. Аргументируется это тем, что в двумерных (на самом деле просто очень тонких) структурах на руку ученым могут сыграть квантовые эффекты: электронный конфайнмент и рассеяние фононов на границах материала могут уменьшать отношение теплопроводности и проводимости образца.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Физики смоделировали поведение странных металлов Физики смоделировали поведение странных металлов

Модель температурной зависимости удельного сопротивления странных металлов

N+1
«Мы знаем, что люди хотят слушать здесь и сейчас» «Мы знаем, что люди хотят слушать здесь и сейчас»

О развитии «Яндекс.Музыки» и будущем подкастов в России

Inc.
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Многообразие религиозного опыта Многообразие религиозного опыта

Исследование человеческой природы

kiozk originals
Лайфхаки для Windows: создаем идеальную систему Лайфхаки для Windows: создаем идеальную систему

Windows 10 хоть и далека от совершенства, но предлагает много возможностей

CHIP
Никаких ограничений Никаких ограничений

Три автодрома, которые со всех точек зрения подойдут читателям Robb Report

Robb Report
Названы компании с самым высоким показателем эмиссии СО2 Названы компании с самым высоким показателем эмиссии СО2

Крупные компании несут ответственность за пятую часть мировых выбросов СО2

Популярная механика
История одной песни: «Арабески» — «Midnight Dancer», 1980 История одной песни: «Арабески» — «Midnight Dancer», 1980

Расскажем про песню «Midnight Dancer» и про «Штаны Монтана»

Maxim
Дышите глубжe Дышите глубжe

Как сказал Будда: «Медитация устраняет страдания, причиняемые неукрощенным умом»

Vogue
Темные рыцари Темные рыцари

После двух лет затишья дуэт Hurts выпустил альбом саундтреков к пандемии

GQ
Чувство жажды Чувство жажды

Разбираемся в причинах обезвоженности кожи

Лиза
(Не) конкурент: в чем нейросеть уступает человеку, а в чем нет (Не) конкурент: в чем нейросеть уступает человеку, а в чем нет

Какие человеческие качества все еще невозможно воспроизвести в нейросетях?

РБК
7 аргументов в пользу детских аудиокниг 7 аргументов в пользу детских аудиокниг

Насколько полезны или вредны аудиокниги для развивающейся детской психики

Psychologies
Тельняшки, бикини и мини: как Брижит Бардо задала стиль Французской Ривьеры Тельняшки, бикини и мини: как Брижит Бардо задала стиль Французской Ривьеры

Топ стильных образов главной кинозвезды Франции

Esquire
Еще 10 знакомых всем вещей, чьи названия знает не каждый Еще 10 знакомых всем вещей, чьи названия знает не каждый

После прочтения этой статьи десятью загадками станет меньше

Maxim
22 эффективных способа ухода за жирными волосами 22 эффективных способа ухода за жирными волосами

Бюджетные решения и лайфхаки для обладательниц для жирных волос

9 месяцев
Нехватка внимания и неполная семья повлияли на социальное поведение полевок Нехватка внимания и неполная семья повлияли на социальное поведение полевок

Полевки в сложных условиях переключались с воспитания детей на заботу о себе

N+1
Опять двойка Опять двойка

Как «заставить» ребенка учиться, объясняет психолог Марина Мелия

Tatler
Игра в молчанку Игра в молчанку

Что такое синдром FOSO и как с ним жить

GQ
В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды В Россию с любовью: каких проблем ждать после переноса споров с иностранцами в российские суды

Как перенос споров с иностранцами в российские суды может повлиять на бизнес

Forbes
Счастливая открытка от Гагарина: как предприниматель из Белоруссии продал стартап Facebook и стал партнером сына миллиардера Счастливая открытка от Гагарина: как предприниматель из Белоруссии продал стартап Facebook и стал партнером сына миллиардера

Как Гурский добился успеха, какую роль в этом сыграл Юрий Гагарин?

Forbes
Сам себе MBA Сам себе MBA

Самообразование на 100%

kiozk originals
Голод 1230 года: самый страшный голод на Руси Голод 1230 года: самый страшный голод на Руси

В ночь на 14 сентября от заморозков погиб урожай, это стало началом трагедии

Maxim
Планета вирусов Планета вирусов

Бывают ли полезные вирусы и без чего они не могут существовать

kiozk originals
Сердце: история Сердце: история

Все тайны работы важнейшего органа нашего тела

kiozk originals
Сельская новь Сельская новь

Дом в старинном подмосковном поселке

AD
12 простых и эффективных упражнений для красивой осанки 12 простых и эффективных упражнений для красивой осанки

Комплекс упражнений, которые вернут красивую осанку

РБК
Хюэ 1968 Хюэ 1968

Поворотный момент войны во Вьетнаме

kiozk originals
10 убойных фактов про MMA 10 убойных фактов про MMA

Поединок за звание самого лучшего бойца в мире продолжается

Maxim
13 отличных британских комедийных сериалов 13 отличных британских комедийных сериалов

Прелесть британских комедийных сериалов — в том, что они достаточно короткие

Esquire
Открыть в приложении