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

Одним махом Одним махом

Как гиперзвуковые технологии меняют мир и почему Россия «впереди планеты всей»

Популярная механика
Любимая дочь Григория Распутина: ссылка, цирк и кабаре Любимая дочь Григория Распутина: ссылка, цирк и кабаре

Жизнь Марии Распутиной ничуть не менее интересна, чем судьба ее знаменитого отца

Cosmopolitan
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Надзирать и наказывать Надзирать и наказывать

Рождение тюрьмы

kiozk originals
Как платить смартфоном вместо карты? Как платить смартфоном вместо карты?

Как использовать свой смартфон для оплаты в магазинах

CHIP
Любовь и «картошка» Любовь и «картошка»

Пирожное-ностальгия, которое любят во всем мире

Огонёк
Мама+баба Мама+баба

Что делать, если ребенок растет без отца, в окружении женщин?

Лиза
А напоследок я намстю: 8 историй про мстительных уволенных работников А напоследок я намстю: 8 историй про мстительных уволенных работников

Порой уволенные кадры очень изощренно мстят

Maxim
Как Райан Гослинг приготовил идеальный коктейль Old Fashioned в фильме «Эта дурацкая любовь» Как Райан Гослинг приготовил идеальный коктейль Old Fashioned в фильме «Эта дурацкая любовь»

Обычно навыки барменов в фильмах не выдерживают критики, но есть одно исключение

Esquire
Почему чешется «там»? 8 основных причин и способы решения проблемы Почему чешется «там»? 8 основных причин и способы решения проблемы

От того, что ты без конца лезешь «туда» почесать, легче не станет

Playboy
Хотите перестать тратить время впустую — научитесь говорить «нет» Хотите перестать тратить время впустую — научитесь говорить «нет»

У вас бывает ощущение, что день прошел совершенно зря?

Psychologies
Истории внутри нас Истории внутри нас

Истории о женском теле и здоровье от победительниц конкурса #ИсторииVнутриНас

Grazia
Убийственный «гипер» Убийственный «гипер»

Все об аэродинамике самого перспективного оружия

Популярная механика
Самые полезные команды в Майнкрафте: руководство по использованию Самые полезные команды в Майнкрафте: руководство по использованию

Команды, которые являются самыми топовыми и самыми легкими в мире "Майнкрафта"

CHIP
Гайд для тех, кто хочет научиться играть на гитаре: ответы на 9 частых вопросов новичков Гайд для тех, кто хочет научиться играть на гитаре: ответы на 9 частых вопросов новичков

Сборник ответов на самые популярные вопросы, возникающие у начинающих гитаристов

Playboy
Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен

Зачем выходить замуж в России – мне сложно понять

Cosmopolitan
Хотите наладить отношения с мужем? Позаботьтесь об интерьере! Хотите наладить отношения с мужем? Позаботьтесь об интерьере!

Дом — зеркало вашего мира, в нем можно разглядеть отражение проблем с партнером

Psychologies
Танец-вспышка Танец-вспышка

Справиться с раком груди Наталье Синдеевой помогло аргентинское танго

Tatler
История одной песни: американский шансон «Tie a Yellow Ribbon…», 1973 История одной песни: американский шансон «Tie a Yellow Ribbon…», 1973

Песня Тони Орландо для американцев звучала как блатняк

Maxim
Я само совершенство Я само совершенство

Надо ли бить тревогу, если ваша чудная крошка рыдает на кухне из-за четверки

Tatler
Богатый папа, бедный папа Богатый папа, бедный папа

Чему учат детей богатые родители – и не учат бедные

kiozk originals
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
Остроумие для чайников: самоучитель, который превратит любого зануду в первоклассного шутника Остроумие для чайников: самоучитель, который превратит любого зануду в первоклассного шутника

Несколько простых приемов, помогающих рассмешить окружающих до коликов

Maxim
Правила жизни Джорджа Р.Р. Мартина Правила жизни Джорджа Р.Р. Мартина

Джордж Р.Р. Мартин: «Нельзя написать хорошую книгу, в которой никто не погибает»

Esquire
Не только лизать: 10 языков животных и необычные факты о них Не только лизать: 10 языков животных и необычные факты о них

Мы используем свой язык для облизывания, глотания и разговора. А животные?

Популярная механика
10 самых крутых археологических находок Севера 10 самых крутых археологических находок Севера

Мечи викингов, загадочные следы, лабиринт и корабль — что скрывает Север?

Популярная механика
У нас в клубе У нас в клубе

Писательница Юлия Кузнецова о том, как помочь подростку полюбить книги

Vogue
Кровь — не водица: когда родственные связи в тягость Кровь — не водица: когда родственные связи в тягость

Как решить проблему токсичного отношения со стороны родных людей?

Psychologies
Выйти замуж за швейцарца Выйти замуж за швейцарца

К чему стоит готовиться после свадьбы с швейцарцем

Огонёк
Почему ты видишь в соцсетях дурацкую рекламу и как это исправить Почему ты видишь в соцсетях дурацкую рекламу и как это исправить

Почему реклама в соцсетях показывает тебе то, чем ты не интересуешься?

Maxim
Открыть в приложении