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

МДМА снова помог людям с ПТСР МДМА снова помог людям с ПТСР

МДМА помог в лечении посттравматического стрессового расстройства

N+1
Говорит и показывает Говорит и показывает

Сдаем явки столицы России

Лиза
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Политика великолепия: история династии д'Эсте — величайших меценатов в истории Политика великолепия: история династии д'Эсте — величайших меценатов в истории

Репрезентация и сакрализация собственной власти в изящных искусствах

Forbes
3 схожих симптома пограничного расстройства личности и ПТСР 3 схожих симптома пограничного расстройства личности и ПТСР

Как различить пограничное расстройство личности и посттравматический синдром?

Psychologies
Лучшие комиксы и графические романы для подростков в 2020 году Лучшие комиксы и графические романы для подростков в 2020 году

Графические романы, манги и комиксы, завоевавшие мир

СНОБ
Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир

История знает немало случаев, когда женщины влияли на происходящее в обществе

Cosmopolitan
За руль в 16. Все «за» и «против» раннего допуска к вождению За руль в 16. Все «за» и «против» раннего допуска к вождению

Что будет, если водительские права в России начнут выдавать с 16 лет?

РБК
10 обычных вещей, более смертоносных чем акулы 10 обычных вещей, более смертоносных чем акулы

У вас большие шансы умереть от какой-либо бытовой вещи

Популярная механика
Дыба и кнут царевича Алексея Дыба и кнут царевича Алексея

Четыре месяца царь Пётр вел следствие, выбивая из сына показания пытками

Дилетант
10 самых невероятных авиакатастроф в истории 10 самых невероятных авиакатастроф в истории

Мы не будем объяснять, почему именно эти катастрофы феноменальны

Maxim
Продолжение следует Продолжение следует

Как помочь себе во время беременности, не навредив при этом ребенку

Лиза
Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе

Как не допустить солнечного удара и что делать, если он все же случился?

Cosmopolitan
Давать свободу, доверять и наплевать на оценки. Мэй Маск и Эстер Войжитски — о том, как воспитать ребенка, который попадет в список Forbes Давать свободу, доверять и наплевать на оценки. Мэй Маск и Эстер Войжитски — о том, как воспитать ребенка, который попадет в список Forbes

О принципах воспитания нескольких участников списков Forbes из первых уст

Forbes
Как действует музыка Как действует музыка

Рождение гармонии из конфликта обстоятельств и творчества

kiozk originals
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
Выскочки Выскочки

Как Uber, Airbnb и компании-убийцы из новой Кремниевой долины меняют мир

kiozk originals
Как русские семь лет подслушивали американцев в посольстве США с помощью «подарка» Как русские семь лет подслушивали американцев в посольстве США с помощью «подарка»

Эндовибратор — устройства для прослушки, не требующего источника питания

Maxim
Структура научных революций Структура научных революций

Новаторский анализ научного развития

kiozk originals
Игры, секстинг, кружевное белье: вернут ли они страсть паре? Игры, секстинг, кружевное белье: вернут ли они страсть паре?

Кружевное белье и игрушки не помогут раскрыть душу партнеру

Psychologies
Кредиты под 365% годовых: как ростовщики ломают жизни заемщикам Кредиты под 365% годовых: как ростовщики ломают жизни заемщикам

Недобросовестные коллекторы кажутся источником зла, но только на первый взгляд

Forbes
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.
«Долой Баффета, теперь я ваш папа!»: почему финтех-стартап Robinhood может стать дорогой в никуда для миллионов инвесторов «Долой Баффета, теперь я ваш папа!»: почему финтех-стартап Robinhood может стать дорогой в никуда для миллионов инвесторов

Стартап Robinhood уже привлек на фондовый рынок миллионы непрофессионалов

Forbes
История безумия в классическую эпоху История безумия в классическую эпоху

Программный труд Мишеля Фуко, исторический экскурс о психиатрии

kiozk originals
15 мыслей Евгения Цыганова 15 мыслей Евгения Цыганова

Евгений Цыганов о Цое, Ефремове и самом себе

GQ
Пять лайфаков, которые облегчат работу с Windows Пять лайфаков, которые облегчат работу с Windows

Мы собрали хитрости, которые помогут сделать работу с Windows более комфортной

Популярная механика
Художник фаюмского портрета состарил умершего мальчика Художник фаюмского портрета состарил умершего мальчика

Фаюмские портреты – часть погребального ритуала в Египте римского периода

N+1
Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм Крафтовая революция: сможет ли в России появиться гастропатриотизм

Как локальный патриотизм в России становится гастрономическим

Forbes
5 закрученных фактов об усах 5 закрученных фактов об усах

Из истории усов: во время Первой мировой усы могли стоить солдату жизни

Maxim
Тайные увлечения и громкие романы: неожиданные факты об актрисах Тайные увлечения и громкие романы: неожиданные факты об актрисах

Перед тобой – факты из жизни главных героинь актерского состава «Сумерек»!

Cosmopolitan
Открыть в приложении