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

9 мифов о здоровье, в которые пора перестать верить (это городские легенды) 9 мифов о здоровье, в которые пора перестать верить (это городские легенды)

Мифы о здоровье, которые могут тебе навредить

Playboy
Считавшуюся вымершей бразильскую лягушку переоткрыли с помощью экзогенной ДНК Считавшуюся вымершей бразильскую лягушку переоткрыли с помощью экзогенной ДНК

Лягушку Megaelosia bocainensis не встречали с 1968 года

N+1
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Спаривание под пение других самцов отвадило самок сверчков от поиска нового партнера Спаривание под пение других самцов отвадило самок сверчков от поиска нового партнера

Чем больше самцов, тем менее активно самки сверчков ищут новых партнеров

N+1
10 вариантов будущего через тысячу лет 10 вариантов будущего через тысячу лет

Попробуем посмотреть в далёкое будущее с позитивом

Популярная механика
Развитие мозга человека отрегулировали два белка с цинковыми пальцами Развитие мозга человека отрегулировали два белка с цинковыми пальцами

Эти белки, вероятно, связаны с рядом нейродегенеративных заболеваний

N+1
Как к 30 годам заработать под миллион долларов на фитнес-инстаграме Как к 30 годам заработать под миллион долларов на фитнес-инстаграме

Как фитнес-блогер Софья Солдатова монетизирует миллион подписчиков в Instagram

Forbes
11 самых странных концептуальных мотоциклов в истории: фото 11 самых странных концептуальных мотоциклов в истории: фото

Непрактичные или уникальные?

Популярная механика
Как изменится Небесный град Как изменится Небесный град

Когда мы говорим, что интернет похож на город, мы что имеем в виду?

Weekend
На пике На пике

Как поддерживать максимальную эффективность без выгорания

kiozk originals
Как Тьюринг предсказал загадочные Как Тьюринг предсказал загадочные

Принцип Тьюринга, по которому растения организовываются в группы

Популярная механика
Многие считают кокосовое масло суперфудом. Так ли это? Многие считают кокосовое масло суперфудом. Так ли это?

О пользе и вреде кокосового масла, а также о биохакинге

Reminder
Двойная спираль Двойная спираль

Открытие структуры ДНК

kiozk originals
Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений Не наступать на грабли: 7 неверных мотивов для отношений

По каким причинам вы начинаете новые отношения?

Psychologies
Слезаем с иглы всеобщего одобрения: 8 советов, как не зависеть от чужого мнения Слезаем с иглы всеобщего одобрения: 8 советов, как не зависеть от чужого мнения

Сейчас быстренько научимся мыслить критически и самостоятельно

Playboy
Ближе к природе Ближе к природе

Респектабельный минимализм с космическими мотивами в апартаментах

SALON-Interior
Столкновение цивилизаций Столкновение цивилизаций

Классическое исследование международных отношений после Холодной войны

kiozk originals
Подчинение авторитету Подчинение авторитету

Научный взгляд на власть и мораль

kiozk originals
Как платить смартфоном вместо карты? Как платить смартфоном вместо карты?

Как использовать свой смартфон для оплаты в магазинах

CHIP
Новый исконный образ Новый исконный образ

Реставрация или уничтожение?

Огонёк
Всем нужен отдых: 7 способов снять усталость глаз после компьютера Всем нужен отдых: 7 способов снять усталость глаз после компьютера

Несколько очень простых способов, как снять усталость с глаз после экрана

Cosmopolitan
Удобство, выгода и подводные камни: компании рассказывают о работе с самозанятыми Удобство, выгода и подводные камни: компании рассказывают о работе с самозанятыми

Как работать с самозанятыми специалистами и что нужно знать, нанимая их

Inc.
Все по полочкам Все по полочкам

Декантирование — важная составляющая комфорта в доме

Лиза
Фастфуд, советы и любовь: всё об отношениях принцессы Дианы с сыновьями Фастфуд, советы и любовь: всё об отношениях принцессы Дианы с сыновьями

Что вспоминают принцы Гарри и Уильям о том времени, когда их мать была еще жива?

Cosmopolitan
Пруст и кальмар Пруст и кальмар

История и наука читающего мозга

kiozk originals
Дневник принцессы Дневник принцессы

Из магазина нижнего белья на первые полосы — Эмма Коррин играет принцессу Диану

Vogue
Новое зазеркалье: как мировой фондовый рынок стал добычей технологических гигантов и брокерских домов Новое зазеркалье: как мировой фондовый рынок стал добычей технологических гигантов и брокерских домов

Кто и как сегодня правит мировой экономикой

Forbes
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
Семь популярных кошачьих «странностей» с точки зрения науки Семь популярных кошачьих «странностей» с точки зрения науки

Почему коты закапывают миски с едой и вмешиваются в телефонные разговоры?

Популярная механика
Шесть лет споров: зачем Microsoft сделала Android-смартфон с двумя экранами в мире, где все устройства одинаковые Шесть лет споров: зачем Microsoft сделала Android-смартфон с двумя экранами в мире, где все устройства одинаковые

И что о Surface Duo говорят обозреватели

VC.RU
Открыть в приложении