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

Мегалодон оказался коренастым и большеголовым Мегалодон оказался коренастым и большеголовым

Палеонтологи впервые с высокой точностью реконструировали пропорции мегалодона

N+1
Выход на новую работу: как быстро добиться успеха Выход на новую работу: как быстро добиться успеха

Как сразу создать нужный имидж на новом месте работы

Forbes
Достопримечательность города Достопримечательность города

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

Playboy
8 признаков, что девушка хочет тебя бросить 8 признаков, что девушка хочет тебя бросить

Возможно, пришло время потихоньку вывозить свою коллекцию ласт из ее квартиры

Maxim
«Секс-игрушка из Парижа»: вибратор стал секретным талисманом принцессы Дианы «Секс-игрушка из Парижа»: вибратор стал секретным талисманом принцессы Дианы

Принцесса Диана брала в заграничные поездки гаджет из секс-шопа

Cosmopolitan
«Полное разочарование»: проблемы с регуляторами, недоверие инвесторов, падение оценки втрое за год и другие беды Juul «Полное разочарование»: проблемы с регуляторами, недоверие инвесторов, падение оценки втрое за год и другие беды Juul

Как лидер рынка электронных сигарет в США продолжает бороться за свой бизнес

VC.RU
Редкие львинохвостые макаки приспособились жить рядом с людьми Редкие львинохвостые макаки приспособились жить рядом с людьми

Макаки научились находить пищу в человеческих поселениях и стали больше отдыхать

N+1
Интроверты​​​​ Интроверты​​​​

Как использовать особенности своего характера

kiozk originals
«Люди не знают, что такое инвалидность»: Сэмми Джабраиль о жизни с протезом и детстве в Дагестане «Люди не знают, что такое инвалидность»: Сэмми Джабраиль о жизни с протезом и детстве в Дагестане

Как в России относятся к людям с инвалидностью?

Forbes
Стив Джобс Стив Джобс

Первая и единственная биография Стива Джобса

kiozk originals
Лазерным лучом теперь можно проверить виски на подлинность Лазерным лучом теперь можно проверить виски на подлинность

Для этого даже не придется открывать крышку бутылки

National Geographic
Тепло наших дел Тепло наших дел

Как Анастасия Татулова строит бизнес с человеческим лицом

Vogue
Потребность острова Потребность острова

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

Weekend
Вина без прописки Вина без прописки

Продажа части импортного алкоголя оказалась под угрозой из-за нового закона

РБК
250 американских собак получили бронежилеты благодаря ребенку 250 американских собак получили бронежилеты благодаря ребенку

Иногда любовь к животным и детская находчивость способны на многое

Популярная механика
Искусственный интеллект Искусственный интеллект

Этапы. Угрозы. Стратегии

kiozk originals
Дизайн привычных вещей Дизайн привычных вещей

Когнитивная психология хорошего дизайна

kiozk originals
Тельняшки, бикини и мини: как Брижит Бардо задала стиль Французской Ривьеры Тельняшки, бикини и мини: как Брижит Бардо задала стиль Французской Ривьеры

Топ стильных образов главной кинозвезды Франции

Esquire
Может ли в человеке быть несколько личностей Может ли в человеке быть несколько личностей

Как человеческий мозг создает истории, способные захватить внимание зрителя

СНОБ
Кораблик проплыл «вверх ногами» по нижнему слою левитирующей жидкости: видео Кораблик проплыл «вверх ногами» по нижнему слою левитирующей жидкости: видео

Физики забыли, что магию нельзя использовать вне Хогвартса

National Geographic
До конца столетия с лица Земли могут исчезнуть 558 видов млекопитающих До конца столетия с лица Земли могут исчезнуть 558 видов млекопитающих

Ученые оценили масштаб вымирания млекопитающих

National Geographic
9 золотых правил длинных автопутешествий 9 золотых правил длинных автопутешествий

Благодаря этим советам даже 10 тысяч километров за рулем пролетят незаметно

Maxim
«Я верю, что мое от меня не уйдет» «Я верю, что мое от меня не уйдет»

Марьяна Спивак — о востребованности в профессии, материнстве и знаках судьбы

OK!
На всех парах На всех парах

О создании первой самоходной машины на паровом двигателе

Наука и жизнь
10 самых редких и необычных видов диких кошек 10 самых редких и необычных видов диких кошек

Восхищаемся дикими кошачьими и удивляемся самым редким и необычным видам

Популярная механика
Бесконечная игра Бесконечная игра

В бизнесе побеждает тот, кто не участвует в гонке

kiozk originals
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
«Долина цветов» – парк с почти 500 видами цветов «Долина цветов» – парк с почти 500 видами цветов

В этом индийском месте настоящее изобилие флоры и фауны

National Geographic
Стала актрисой из-за измены любимого и еще 9 фактов о жизни Зои Бербер Стала актрисой из-за измены любимого и еще 9 фактов о жизни Зои Бербер

После выхода на экраны «Реальных пацанов» всем стало понятно — звезда родилась

Cosmopolitan
«Заделаться американцем я просто этически не мог». Интервью с режиссером «Карточного домика» и «Игры престолов» Аликом Сахаровым «Заделаться американцем я просто этически не мог». Интервью с режиссером «Карточного домика» и «Игры престолов» Аликом Сахаровым

Алик Сахаров впервые рассказал о причинах своего ухода из сериала «Ведьмак»

Forbes
Открыть в приложении