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
Отрывок из книги Дэниела Киза «Войны Миллигана» Отрывок из книги Дэниела Киза «Войны Миллигана»

Отрывок из долгожданного продолжения романа Дэниела Киза о Билли Миллигане

СНОБ
Достопримечательность города Достопримечательность города

Бордели с человекоподобными куклами – новый тренд или это уже слишком?

Playboy
(Не)Совершенная случайность (Не)Совершенная случайность

Как случай управляет нашей жизнью

kiozk originals
Как американцы становятся долларовыми миллионерами к 40 годам и почему это не происходит в России Как американцы становятся долларовыми миллионерами к 40 годам и почему это не происходит в России

Уйти из офиса и больше не работать ни дня в своей жизни — такое возможно?

СНОБ
6 идеальных осенних фильмов от Алисы Таёжной 6 идеальных осенних фильмов от Алисы Таёжной

Какие фильмы обязательно стоит посмотреть уютной осенью

Cosmopolitan
15 самых знаменитых взломщиков всех времен и народов 15 самых знаменитых взломщиков всех времен и народов

Истории о самых крышесносящих взломах

Maxim
«Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко «Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко

Что мы знаем о младшем сыне Лукашенко, которого отец готовил в преемники?

Forbes
Красоты мира. Тест-драйв Volkswagen Arteon и Kia Stinger Красоты мира. Тест-драйв Volkswagen Arteon и Kia Stinger

У особых машин свой рынок, в котором не работают привычные правила конкуренции

РБК
Шаровой смеситель: главное водопроводное изобретение Шаровой смеситель: главное водопроводное изобретение

Алекс Манукян подарил миру водопроводный кран, который открывается одной рукой

Популярная механика
Смотрим на ключицы! Звезды, подчеркивающие декольте безумно дорогими украшениями Смотрим на ключицы! Звезды, подчеркивающие декольте безумно дорогими украшениями

Подчеркнуть ключицы можно разными способами, но звезды выбирают самый дорогой

Cosmopolitan
Как стать миллионером к 30 годам? 3 нюанса, о которых важно помнить Как стать миллионером к 30 годам? 3 нюанса, о которых важно помнить

Три важных нюанса на пути к заветному «как стать миллионером к тридцати»

Playboy
«Wildberries выбрал свою «Барселону»: зачем интернет-ретейлеру партнерство с одним из лидеров российского футбола «Wildberries выбрал свою «Барселону»: зачем интернет-ретейлеру партнерство с одним из лидеров российского футбола

Wildberries начал спонсировать большой спортивный клуб — футбольный ЦСКА

Forbes
9 экстремальных способов, которыми люди добираются на работу 9 экстремальных способов, которыми люди добираются на работу

Дорога на работу — особый жанр

Maxim
Секс на первом свидании Секс на первом свидании

Секс на первом свидании или только после долгих ухаживаний?

СНОБ
То, чего не может быть То, чего не может быть

У любого униформологического парадокса есть своё историческое объяснение

Дилетант
Как правила и границы помогут справиться с детскими капризами Как правила и границы помогут справиться с детскими капризами

Жизнь без границ и ориентиров делает ребенка очень уязвимым

Psychologies
Радио против видео Радио против видео

Автоматическая посадка крылатого летательного аппарата давно уже не фантастика

Популярная механика
Мег Уэйт Клейтон: Последний поезд на Лондон Мег Уэйт Клейтон: Последний поезд на Лондон

Отрывок из нового романа Мег Уэйт Клейтон об отправке первого киндертранспорта

СНОБ
Френдзона Френдзона

Журналист Латиф Нассер попытался разобраться в судьбе другого Латифа Нассера

Esquire
Небесный диск из Небры «омолодили» на тысячу лет Небесный диск из Небры «омолодили» на тысячу лет

Его создателями небесного диска, вероятно, были кельтские мастера

N+1
Почему отекает лицо и как с этим бороться? Почему отекает лицо и как с этим бороться?

Отечность — эстетическая проблема, с которой сталкивается каждый из нас

Esquire
Чувство жажды Чувство жажды

Разбираемся в причинах обезвоженности кожи

Лиза
Создатель Oculus Rift Палмер Лаки представил «умные» военные дроны — и пошёл против убеждений Кремниевой долины Создатель Oculus Rift Палмер Лаки представил «умные» военные дроны — и пошёл против убеждений Кремниевой долины

Палмер Лаки хочет объединить авантюрный дух Долины с оборонным бизнесом

VC.RU
«Взрослые забывают, что сами были детьми» «Взрослые забывают, что сами были детьми»

Дмитрий Шепелев — о воспитании сына, и о том, от чего хочет его предостеречь

OK!
Неуловимый «средний класс»: ученые доказали существование странных черных дыр Неуловимый «средний класс»: ученые доказали существование странных черных дыр

Обнаружены гравитационные волны от столкновения черных дыр рекордной массы

Forbes
Почему никто не видел птенцов голубей и как они выглядят Почему никто не видел птенцов голубей и как они выглядят

Да, птенцы голубей существуют. и они прекрасны!

Maxim
6 новых фотографий глубокого космоса от NASA 6 новых фотографий глубокого космоса от NASA

Эти картинки — не только красивые обои не телефон, но и ценнейшие научные данные

Maxim
«Необитаемая Земля. Жизнь после глобального потепления» «Необитаемая Земля. Жизнь после глобального потепления»

Отрывок из книги Дэвида Уоллеса-Уэллса о глобальном потеплении

N+1
Пруст и кальмар Пруст и кальмар

История и наука читающего мозга

kiozk originals
Открыть в приложении