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

Темную материю предложили детектировать с помощью маятников Темную материю предложили детектировать с помощью маятников

Как можно обнаружить темную частицу с массой порядка десяти микрограмм и больше?

N+1
Чего ей не хватает Чего ей не хватает

Психология бедности: как она мешает нам разбогатеть

Cosmopolitan
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Американская мечта Американская мечта

Сказочный остров или США? Неинкорпорированная территория Америки

Вокруг света
В ожидании «косяков» власти: можно ли говорить об успехе «Умного голосования» Навального? В ожидании «косяков» власти: можно ли говорить об успехе «Умного голосования» Навального?

Единый день голосования стал успехом для власти

Forbes
Солдат Мулан: какой получилась новая экшен-версия диснеевского мультфильма о китайской девушке-воине Солдат Мулан: какой получилась новая экшен-версия диснеевского мультфильма о китайской девушке-воине

Голливуд осваивает фемповестку, но остается верным традиционным ценностям

Esquire
Самые красивые места Уэльса, которые вам точно стоит увидеть Самые красивые места Уэльса, которые вам точно стоит увидеть

Уэльс – регион диких пляжей, причудливых городков и обширных национальных парков

GQ
Почему Жан-Мишель Баския так много значит для современной моды Почему Жан-Мишель Баския так много значит для современной моды

Почему работы Жана-Мишеля Баскии так притягательны для дизайнеров

GQ
Конец грибного мира Конец грибного мира

«Охотник за трюфелями» — хроника заката эпохи, когда человек любил свою работу

Weekend
Худеем, улучшая метаболизм Худеем, улучшая метаболизм

Пять простых правил для ускорения метаболизма

Здоровье
«Идите навстречу боли, а не избегайте ее»: жизненные принципы миллиардера Рэя Далио «Идите навстречу боли, а не избегайте ее»: жизненные принципы миллиардера Рэя Далио

Фрагмент из книги «Принципы. Жизнь и работа» миллиардера Рэя Далио

Forbes
Сын Виктора Цоя Александр — о скандале вокруг фильма Алексея Учителя Сын Виктора Цоя Александр — о скандале вокруг фильма Алексея Учителя

Интервью с Александром Цоем — о детстве, славе отца и фильме Алексея Учителя

РБК
Кому нужно тело Ленина на Красной площади Кому нужно тело Ленина на Красной площади

Почему мумия вождя мирового пролетариата осталась на главной столичной площади?

СНОБ
«Определитесь, что для вас важнее – качество жизни или булочка» «Определитесь, что для вас важнее – качество жизни или булочка»

Не только похудеть, но и отточить фигуру до совершенства по силам каждому

Худеем правильно
Правила жизни Томми Ли Джонса Правила жизни Томми Ли Джонса

Правила жизни американского актера и режиссера Томми Ли Джонса

Esquire
Стереохимические фантазии Вант-Гоффа Стереохимические фантазии Вант-Гоффа

Ученые, которые первыми дали верное объяснение оптической изомерии

Наука и жизнь
Как стать любящим родителем самому себе Как стать любящим родителем самому себе

У нас есть шанс наладить отношения с родителем внутри нас

Psychologies
Эшер, слэшер и Хичкок Эшер, слэшер и Хичкок

Ужасный иконостас Дарио Ардженто

Weekend
Техника — молодежи Техника — молодежи

О популярности STEM-подхода в школьном образовании

Tatler
Хилиазм: хеппи-энд истории Хилиазм: хеппи-энд истории

Что такое хилиазм и чем он отличается от докетизма

Weekend
Как получить 65% годовых? История управляющего одним из самых доходных паевых фондов в России Как получить 65% годовых? История управляющего одним из самых доходных паевых фондов в России

Как Антон Кравченко открыл и развил собственный инвестиционный фонд

Forbes
Захватить рынок туалетной бумаги и провалиться после 116 лет работы: история Scott Paper Company Захватить рынок туалетной бумаги и провалиться после 116 лет работы: история Scott Paper Company

Изобретатель туалетной бумаги так и не смог на ней разбогатеть

VC.RU
8 фильмов об Испании 8 фильмов об Испании

Лучшие картины о фламенко, корриде, испанской истории, искусстве и не только

GQ
Бейби-фейс: 5 преступлений, совершенных взрослыми, которые притворялись детьми Бейби-фейс: 5 преступлений, совершенных взрослыми, которые притворялись детьми

Некоторые ловкачи обернули свои внешние данные себе на пользу

Cosmopolitan
«Вар! Верни легионы!» «Вар! Верни легионы!»

Одно из самых унизительных поражений римской армии

Дилетант
«Я же говорила!»: как распознать мнимую уверенность «Я же говорила!»: как распознать мнимую уверенность

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

Psychologies
Столкновение цивилизаций Столкновение цивилизаций

Классическое исследование международных отношений после Холодной войны

kiozk originals
Солнцестояние на острове проклятых: о чем новый сериал «Третий день» с Джудом Лоу Солнцестояние на острове проклятых: о чем новый сериал «Третий день» с Джудом Лоу

«Третий день» — оккультный триллер про альтернативную историю и Брекзит

Esquire
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
Долг Долг

Первые 5000 лет истории

kiozk originals
Открыть в приложении