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

Гаджеты = лишний вес Гаджеты = лишний вес

Учёные: активное использование гаджетов может стать причиной лишнего веса

Здоровье
Толкование сновидений Толкование сновидений

Главная работа отца психоанализа

kiozk originals
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Как понять, были ли ваши родители хорошими Как понять, были ли ваши родители хорошими

8 признаков правильного родительства

Psychologies
Поток Поток

Психология оптимального переживания

kiozk originals
Почему все современные музыканты звучат одинаково? Почему все современные музыканты звучат одинаково?

Что вообще происходит с музыкой в XXI веке?

Maxim
Сверхинтенсивные короткие тренировки: эффективны или не очень? Сверхинтенсивные короткие тренировки: эффективны или не очень?

Правда ли, что интенсивные тренировки — панацея от всех проблем?

РБК
За руль в 16. Все «за» и «против» раннего допуска к вождению За руль в 16. Все «за» и «против» раннего допуска к вождению

Что будет, если водительские права в России начнут выдавать с 16 лет?

РБК
Американская диета Американская диета

Нью-йоркская диета поможет быстро похудеть до 6 кг за две недели

Лиза
Следуй за мной Следуй за мной

Следуем за сложной геометрией пространства

AD
Клюворыл провел под водой рекордные три часа сорок две минуты Клюворыл провел под водой рекордные три часа сорок две минуты

Киты клюворылы поставили новый рекорд по погружению для морских млекопитающих

N+1
«Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола «Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола

Полина Юмашева о развитии женского футбола в России

Forbes
Анатомия преступления Анатомия преступления

Что могут рассказать насекомые, отпечатки пальцев и ДНК

kiozk originals
Почему Кремль боится санкций США и не боится Евросоюза Почему Кремль боится санкций США и не боится Евросоюза

Неуступчивость в отношениях с Евросоюзом работает

СНОБ
Правила жизни Стивена Кинга Правила жизни Стивена Кинга

Правила жизни мастера ужасов Стивена Кинга

Esquire
Свердловчане не сдаются Свердловчане не сдаются

Сергей Светлаков давно пустился в самостоятельное плавание

OK!
110% бодипозитива: как выжать из движения максимум для себя 110% бодипозитива: как выжать из движения максимум для себя

Как бодипозитив можно использовать в свою пользу

Cosmopolitan
20 фактов о кошках, которые вы могли не знать 20 фактов о кошках, которые вы могли не знать

Соседство людей и кошек длится порядка 9500 лет! Хорошо ли мы знаем их?

Популярная механика
Машина времени Машина времени

Дев Патель убедил GRAZIA, что наверняка встречался с Диккенсом в прошлой жизни

Grazia
6 самых сложных компьютерных игр 6 самых сложных компьютерных игр

Cколько джойстиков, мониторов и мышек было разбито во время прохождения этих игр

Maxim
Для тех, кто не любит погорячее: что делать при тепловом ударе Для тех, кто не любит погорячее: что делать при тепловом ударе

Иногда «мозги кипят» – это не просто фигуральное выражение

Cosmopolitan
Кто пользуется сервисами для контроля расходов и почему можно не беспокоиться о конкурентах: отвечает глава CoinKeeper Кто пользуется сервисами для контроля расходов и почему можно не беспокоиться о конкурентах: отвечает глава CoinKeeper

Как CoinKeeper собирается выходить на Европейский рынок

VC.RU
Неделя в Москве: как увидеть знаковые места столицы. Часть первая Неделя в Москве: как увидеть знаковые места столицы. Часть первая

Маршруты для идеального путешествия по Москве

Культура.РФ
Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться

Что делать, если думаешь о еде как о способе снятия стресса

Cosmopolitan
Фрейд, которого мы не знали Фрейд, которого мы не знали

Каким был Зигмунд Фрейд в кругу семьи и близких друзей

Psychologies
Контанго вдвоем: почему России необходимо хеджировать риски от падения цен на нефть Контанго вдвоем: почему России необходимо хеджировать риски от падения цен на нефть

Защитой от волатильности рынка может стать хеджирование нефтегазовых доходов

Forbes
Иван Дорн строит в Киеве музыкальную империю. Мы поговорили с ним и его окружением и узнали, зачем ему это Иван Дорн строит в Киеве музыкальную империю. Мы поговорили с ним и его окружением и узнали, зачем ему это

Предприниматель Иван Дорн не стесняется эпатировать музыкальный рынок

Inc.
Парочка со стулом: с чем Кокорин и Мамаев отправились в историю из здания суда Парочка со стулом: с чем Кокорин и Мамаев отправились в историю из здания суда

В истории спорта они останутся как метатели стульев и уличные боксеры

Forbes
Следование приказу снизило сочувствие к чужой боли Следование приказу снизило сочувствие к чужой боли

Исполнение приказа значительно уменьшает эмпатию людей

N+1
Сроки и маршруты миграции рыжих колибри оказались связаны с полом и возрастом Сроки и маршруты миграции рыжих колибри оказались связаны с полом и возрастом

Ученые выяснили, что самцы и самки рыжих колибри летят на юг разными маршрутами

N+1
Открыть в приложении