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

«Катар разбил «стеклянный потолок»: директор Института кино в Дохе о том, как меняется положение арабских женщин «Катар разбил «стеклянный потолок»: директор Института кино в Дохе о том, как меняется положение арабских женщин

О «новой волне» арабского кино и роли женщин в его развитии

Forbes
Мегалодон оказался коренастым и большеголовым Мегалодон оказался коренастым и большеголовым

Палеонтологи впервые с высокой точностью реконструировали пропорции мегалодона

N+1
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Смертельная волна. История женщины, переживашей цунами и потерявшей все Смертельная волна. История женщины, переживашей цунами и потерявшей все

Отрывок из книги «Волна. О немыслимой потере и исцеляющей силе памяти»

Forbes
Свердловчане не сдаются Свердловчане не сдаются

Сергей Светлаков давно пустился в самостоятельное плавание

OK!
Хилиазм: хеппи-энд истории Хилиазм: хеппи-энд истории

Что такое хилиазм и чем он отличается от докетизма

Weekend
All Inclusive со скидкой 30%: как россияне отдыхают в этом году в Турции All Inclusive со скидкой 30%: как россияне отдыхают в этом году в Турции

Турпоток в Турцию в августе-начале сентября не достиг прошлогодних уровней

Forbes
На северной стороне На северной стороне

Суровая кухня Норвегии — холодного края, под стать викингам и троллям

Лиза
Почему стартапам выгодно запускаться в 2020 году Почему стартапам выгодно запускаться в 2020 году

Запуск в период кризиса — лучшая школа выживания для стартапа

СНОБ
У нас в клубе У нас в клубе

Писательница Юлия Кузнецова о том, как помочь подростку полюбить книги

Vogue
Загадки письма Фиески Загадки письма Фиески

В 1327 году в замке Беркли внезапно скончался английский король Эдуард II

Дилетант
Юпитер оказался не помехой путешествию космической пыли Юпитер оказался не помехой путешествию космической пыли

Астероиды из внешней Солнечной системы содержат зерна пыли

N+1
А напоследок я намстю: 8 историй про мстительных уволенных работников А напоследок я намстю: 8 историй про мстительных уволенных работников

Порой уволенные кадры очень изощренно мстят

Maxim
Радио против видео Радио против видео

Автоматическая посадка крылатого летательного аппарата давно уже не фантастика

Популярная механика
Царь всех болезней Царь всех болезней

Биография рака

kiozk originals
Как Польшу «штыками прощупали» Как Польшу «штыками прощупали»

Чем закончилась предпринятая сто лет назад попытка советизации Польши?

Дилетант
Автопроизводителя имени Теслы обвинили в наглом мошенничестве Автопроизводителя имени Теслы обвинили в наглом мошенничестве

Серьезные обличения в наглой лжи Теслы

Популярная механика
Дети, посуда и розетки. Как сексизм пронизывает нашу повседневность и почему старые нормы неизбежно отмирают Дети, посуда и розетки. Как сексизм пронизывает нашу повседневность и почему старые нормы неизбежно отмирают

Отрывок из книги о новой этике «Так вышло. 29 вопросов новой этики и морали»

Forbes
6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой 6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой

Существование тайных тоннелей под Москвой — одна из популярных городских легенд

Maxim
Маленькая книга Hygge Маленькая книга Hygge

Секрет датского счастья

kiozk originals
«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
Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица Богини удачного ракурса: 11 звезд с асимметричными чертами лица

Лица знаменитых красоток вовсе не так пропорциональны, как кажется

Cosmopolitan
Изменения мозга космонавтов объяснили нейропластичностью Изменения мозга космонавтов объяснили нейропластичностью

Почему у космонавтов меняется объем белого и серого вещества мозга

N+1
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
Вес попутал Вес попутал

Удержание хорошей формы после пятидесяти похоже на компьютерную игру

Tatler
Война за креатив Война за креатив

Как преодолеть внутренние барьеры и начать творить

kiozk originals
Секреты домашнего мастера: лайфхаки на каждый день Секреты домашнего мастера: лайфхаки на каждый день

Домашний ремонт: нехитрые решения хитрых задач

Популярная механика
Врач запретил американским супругам есть хлеб. Они перешли на цветную капусту и придумали бизнес на $11 млн Врач запретил американским супругам есть хлеб. Они перешли на цветную капусту и придумали бизнес на $11 млн

Как кухонные эксперименты Джин Дэвид вылились в большой бизнес

Inc.
Влияет ли среда обитания на запах и вкус пищи Влияет ли среда обитания на запах и вкус пищи

Почва, климат и микробы могут формировать вкус сельскохозяйственных культур

Популярная механика
Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться Торт от стресса: почему ты заедаешь свои проблемы и как от этого избавиться

Что делать, если думаешь о еде как о способе снятия стресса

Cosmopolitan
Открыть в приложении