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

Мосгорсуд отказался освобождать Навального по требованию ЕСПЧ. Так можно? Разбираемся с юристами Мосгорсуд отказался освобождать Навального по требованию ЕСПЧ. Так можно? Разбираемся с юристами

Может ли Россия игнорировать решения Страсбургского суда

СНОБ
Очаровательный кишечник Очаровательный кишечник

Как самый могущественный орган управляет нами

kiozk originals
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Норильские деревья рассказали о вкладе арктической промышленности в изменение климата Норильские деревья рассказали о вкладе арктической промышленности в изменение климата

Воздух на севере пересыщен аэрозолями и убивает леса

N+1
Истории вуду Истории вуду

Роль теории заговора в современной истории

kiozk originals
Секс на первом свидании Секс на первом свидании

Секс на первом свидании или только после долгих ухаживаний?

СНОБ
Шаг вперед Шаг вперед

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

OK!
Мудборд: студенческий стиль в фильмах про учебу Мудборд: студенческий стиль в фильмах про учебу

Несколько фильмов про учебу

Esquire
Звездные любовницы, разрушившие жизни своих избранников: Монро, Превин и другие Звездные любовницы, разрушившие жизни своих избранников: Монро, Превин и другие

Любовницы могут ужасно влиять на жизнь своих избранников

Cosmopolitan
Интервью Cosmo: Ани Айс о новом клипе, своем псевдониме и хобби Интервью Cosmo: Ани Айс о новом клипе, своем псевдониме и хобби

Певица Ани Айс рассказала о новом клипе и дальнейших творческих планах

Cosmopolitan
«Есенин нового времени»: как 22-летний пианист из Самары покорил зумеров, подружился с Моргенштерном и объявил войну Sony «Есенин нового времени»: как 22-летний пианист из Самары покорил зумеров, подружился с Моргенштерном и объявил войну Sony

Новый кумир зумеров — Эдуард Шарлот

Forbes
Синдром бумеранга Синдром бумеранга

Стоит ли давать отношениям второй шанс?

Лиза
Призрак бывшей: как жить, если ты – вторая жена Призрак бывшей: как жить, если ты – вторая жена

Если ты – вторая жена, то в браке постоянно будет присутствовать его бывшая

Cosmopolitan
Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры Войны мерча: какую роль в президентской кампании играют сувениры

На Западе история президентского мерча перешагнула вековой рубеж

GQ
Нечеловеческий секс Нечеловеческий секс

Почему мы все еще занимаемся сексом по старинке – с живыми людьми?

Популярная механика
Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника

Тексты Сергея Романцова, посвященные эмпатии к животным и опыту зоозащиты

СНОБ
20 новых правил настоящей дружбы 20 новых правил настоящей дружбы

Как уберечь самое бескорыстное чувство в меняющемся мире

GQ
5 важных вопросов, которые надо задать партнеру до начала отношений 5 важных вопросов, которые надо задать партнеру до начала отношений

Что выяснить у партнера в начале отношений, чтобы у них не было трагичного конца

Psychologies
15 мыслей Алессандро Дель Пьеро 15 мыслей Алессандро Дель Пьеро

О мастере эпохи возрождения итальянского футбола

GQ
Искусственный интеллект написал статью о безопасности ИИ Искусственный интеллект написал статью о безопасности ИИ

Может ли искусственный интеллект писать тексты

Популярная механика
Принципы Принципы

Жизнь и работа

kiozk originals
Цивилизация Цивилизация

Чем Запад отличается от остального мира

kiozk originals
Что такое DivorceCore и почему этот музыкальный жанр возвращается в моду Что такое DivorceCore и почему этот музыкальный жанр возвращается в моду

Проводники этого жанра — средневозрастные рок-звезды, поющие о меланхолии

Esquire
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
«Мы знаем, что люди хотят слушать здесь и сейчас» «Мы знаем, что люди хотят слушать здесь и сейчас»

О развитии «Яндекс.Музыки» и будущем подкастов в России

Inc.
Чем заняться в выходные? 15 примеров того, как провести уикенд весело и с пользой Чем заняться в выходные? 15 примеров того, как провести уикенд весело и с пользой

Коллекция идей, как провести субботу и воскресенье интересно и незабываемо

Playboy
Как поймать идеальный момент для продажи доли в компании: сценарии и риски Как поймать идеальный момент для продажи доли в компании: сценарии и риски

Как помочь команде кратно вырасти и в какой момент ее оставить

Forbes
Чертоги чужого разума. Почему все обсуждают новый фильм Чарли Кауфмана «Думаю, как все закончить» Чертоги чужого разума. Почему все обсуждают новый фильм Чарли Кауфмана «Думаю, как все закончить»

«Думаю, как все закончить» — фильм о сумерках рассудка от Чарли Кауфмана

Forbes
Вера, мама, любовь Вера, мама, любовь

Об осознанном родительстве и двенадцати открытиях, которые оно нам сулит

Vogue
Как заработать к 30 столько, чтобы жить в свое удовольствие? 5 советов от тех, кто это сделал Как заработать к 30 столько, чтобы жить в свое удовольствие? 5 советов от тех, кто это сделал

Чтобы заработать состояние к 30, грабить банк не придется

Playboy
Открыть в приложении