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

Китайский космический флот Китайский космический флот

Для чего Поднебесной понадобилась масштабная «морская космонавтика»?

Популярная механика
Киностудии дореволюционной России Киностудии дореволюционной России

Кто создавал в России первые киностудии и какие картины на них снимали

Культура.РФ
Что говорит о нас наш дом Что говорит о нас наш дом

Организуя свой дом, мы воплощаем наши неосознанные влечения и инстинкты

Psychologies
10 необычных Porsche 10 необычных Porsche

Говорим о нестандартных Porsche

Популярная механика
Маховик времени: как выглядеть моложе своих лет Маховик времени: как выглядеть моложе своих лет

Как выглядеть моложе после 40 лет?

Cosmopolitan
Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать

Прививки — большое зло или наше спасение?

Популярная механика
Как Польшу «штыками прощупали» Как Польшу «штыками прощупали»

Чем закончилась предпринятая сто лет назад попытка советизации Польши?

Дилетант
«Всем успеха, а нам — победы!» «Всем успеха, а нам — победы!»

Регина Тодоренко и Роман Костомаров — о своем участии в шоу «Ледниковый период»

OK!
Новый инструмент для проверки материалов на стойкость к радиации Новый инструмент для проверки материалов на стойкость к радиации

Ученые имитируют облучение материалов пучками ускоренных атомов

Популярная механика
9 актеров, которые изменились до неузнаваемости в предстоящих фильмах 9 актеров, которые изменились до неузнаваемости в предстоящих фильмах

Загримировали так, что не то что родная мать, даже родной продюсер не узнает!

Maxim
Победа «томского пациента»: как Навальный изменил политический ландшафт на последних выборах Победа «томского пациента»: как Навальный изменил политический ландшафт на последних выборах

Прошлогодний успех «Умного голосования» на выборах не был случайностью

Forbes
8 самых удивительных (и красивых) авторазвязок мира 8 самых удивительных (и красивых) авторазвязок мира

Красота в глазах проезжающего

Maxim
Ты моя рыба Ты моя рыба

Как добавки с коллагеном помогают сохранить здоровье и красоту

Vogue
Тутта Ларсен: «Единственный диетолог, который может тебе помочь, – ты сам» Тутта Ларсен: «Единственный диетолог, который может тебе помочь, – ты сам»

Популярная телеведущая, жена и мама делится собственным опытом похудения

Худеем правильно
Потребность острова Потребность острова

«Остров Утопия» Куба в документальном фильме «Эпицентр» Хуберта Саупера

Weekend
Завтрак с Сократом Завтрак с Сократом

Философия повседневной жизни

kiozk originals
«Я же говорила!»: как распознать мнимую уверенность «Я же говорила!»: как распознать мнимую уверенность

Все мы слышали фразы вроде «А ведь я предупреждал!»

Psychologies
Шаг вперед Шаг вперед

Самые яркие участники проекта «ТАНЦЫ» о том, как изменилась их жизнь

OK!
Цивилизации Цивилизации

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

kiozk originals
Трафик Трафик

Психология поведения на дорогах

kiozk originals
Советский «умный дом», придуманный 33 года назад Советский «умный дом», придуманный 33 года назад

FaceTime и Siri в СССР?

Maxim
Два капитала Два капитала

Секреты общего бюджета

Cosmopolitan
Персидская хромированная сталь оказалась на 1000 лет старше европейской Персидская хромированная сталь оказалась на 1000 лет старше европейской

Ученые доказали, что хромированную сталь научились ковать в Персии еще в XI веке

N+1
Элементы для сердца Элементы для сердца

Работа нашего сердца во многом зависит всего от нескольких макроэлементов

Здоровье
Мама+баба Мама+баба

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

Лиза
10 компьютерных игр, которые навсегда изменили индустрию 10 компьютерных игр, которые навсегда изменили индустрию

Пройдя все эти игры, ты изменишься

Maxim
Астрономы впервые напрямую зарегистрировали рождение черной дыры промежуточной массы Астрономы впервые напрямую зарегистрировали рождение черной дыры промежуточной массы

Самая тяжелая черная дыра

N+1
Причины терпимости к вербальной агрессии следует искать в детстве Причины терпимости к вербальной агрессии следует искать в детстве

Почему некоторые из нас легко позволяют себя оскорблять?

Psychologies
Красота по‑американски Красота по‑американски

Полина Пидцан экспериментирует с американским стилем

AD
Суперпозиция порядка помогла получить информацию из шума Суперпозиция порядка помогла получить информацию из шума

Классические каналы с этой задачей справиться не могут

N+1
Открыть в приложении