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

10 необычных Nissan 10 необычных Nissan

Интересные и необычные автомобили японского бренда Nissan

Популярная механика
Алькатрас: 9 самых интересных фактов о всемирно известной тюрьме Алькатрас: 9 самых интересных фактов о всемирно известной тюрьме

Пожалуй, ни одна тюрьма мира не может похвастаться такой популярностью

Популярная механика
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Приказано вышить Приказано вышить

Кто в ответе за вышивку на кутюрных платьях модных домов России

Vogue
Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений

По каким причинам вы начинаете новые отношения?

Psychologies
Вера, мама, любовь Вера, мама, любовь

Об осознанном родительстве и двенадцати открытиях, которые оно нам сулит

Vogue
Почему Путин назначил в Росгвардию комиссаров Почему Путин назначил в Росгвардию комиссаров

Кремль решил укреплять моральный дух защитников режима

СНОБ
Ух, я готов на подлости! Как знаки зодиака могут подставить ближнего Ух, я готов на подлости! Как знаки зодиака могут подставить ближнего

Каких подстав можно ждать от каждого знака зодиака?

Cosmopolitan
Неприятные моменты: Терон, Рианна, Миноуг и другие звезды, пережившие трагедию Неприятные моменты: Терон, Рианна, Миноуг и другие звезды, пережившие трагедию

Насилие, абьюз, рак и другие трудности, с которыми справились эти девушки

Cosmopolitan
Время футбола: каким получился фильм «Стрельцов» Время футбола: каким получился фильм «Стрельцов»

Осталось ли в фильме «Стрельцов» что-то от настоящего Эдуарда Стрельцова

РБК
4 невероятных шоссе, заставляющих протереть глаза 4 невероятных шоссе, заставляющих протереть глаза

Эти дороги без всякого желтого кирпича заставляют думать о чудесах

Maxim
Как терапия помогает справиться со стыдом и по-настоящему вырасти Как терапия помогает справиться со стыдом и по-настоящему вырасти

Как помочь себе избавиться от детских убеждений и увидеть мир возможностей?

Psychologies
Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм

Как локальный патриотизм в России становится гастрономическим

Forbes
Пчелиный яд разрушил клетки агрессивного рака молочной железы Пчелиный яд разрушил клетки агрессивного рака молочной железы

Компонент пчелиного яда мелиттин разрушает опухоли

N+1
Что происходит с твоим телом после родов: рассказывает невролог Что происходит с твоим телом после родов: рассказывает невролог

Невролог рассказывает, что нужно знать о материнстве в ключе его профиля

Cosmopolitan
Неизбежно Неизбежно

12 технологических трендов, которые определяют наше будущее

kiozk originals
Не думайте о покупателе: как вырастить стартап, который купит Apple Не думайте о покупателе: как вырастить стартап, который купит Apple

Что необходимо учитывать при создании стартапа, чтобы заинтересовать Apple

Forbes
Кто бы мог подумать, что Porsche 718 Cayman S – отличная машина на каждый день Кто бы мог подумать, что Porsche 718 Cayman S – отличная машина на каждый день

Porsche 718 Cayman S — экономичное спортивное купе

GQ
“Юйту-2” узнал происхождение грунта на обратной стороне Луны “Юйту-2” узнал происхождение грунта на обратной стороне Луны

Открытия маленького робота “Юйту-2” могут изменить представления о Луне

Популярная механика
Черепахи оказались санитарами австралийских рек Черепахи оказались санитарами австралийских рек

Черепахи питаются падалью, помогая восстановить качество воды после гибели рыб

N+1
Яд в истории. Чем политические отравления отличаются от «простых» убийств Яд в истории. Чем политические отравления отличаются от «простых» убийств

Яды как оружие в борьбе с противниками — прием, известный с древних времен

СНОБ
Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица

Лица знаменитых красоток вовсе не так пропорциональны, как кажется

Cosmopolitan
Правила жизни Агаты Кристи Правила жизни Агаты Кристи

Агата Кристи: «Война не решает никаких проблем»

Esquire
Мама – супергерой Мама – супергерой

Как быть многодетной мамой и быть красивой, стройной и успешной в профессии

Здоровье
Самоубийство дочери и зависть к Аджани: вся правда о Джейн Биркин в ее дневнике Самоубийство дочери и зависть к Аджани: вся правда о Джейн Биркин в ее дневнике

В дневниках Джейн не играет и не пытается быть лучше, чем она есть

Cosmopolitan
Мастер перевоплощений: такой разный Джуд Лоу Мастер перевоплощений: такой разный Джуд Лоу

От обаятельного вдовца до Папы Римского: Джуду Лоу подвластна любая роль

Cosmopolitan
Мудрецы всегда правы? Почему РАН лишают монополии на научную экспертизу Мудрецы всегда правы? Почему РАН лишают монополии на научную экспертизу

О том, почему перемены в системе экспертизы неизбежны

Forbes
Цивилизации Цивилизации

Образы людей и богов в искусстве от Древнего мира до наших дней

kiozk originals
Работа рулит! Работа рулит!

Почему большинство людей в мире хотят работать именно в Google

kiozk originals
Основательницы магазинов винтажа — о критериях отбора, ценах и уходе Основательницы магазинов винтажа — о критериях отбора, ценах и уходе

По каким критериям выбирать вещи прошлых лет выпуска?

РБК
Открыть в приложении