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

Излучение от томографа помогло при болезни Альцгеймера Излучение от томографа помогло при болезни Альцгеймера

Малые дозы радиации оказались эффективны в борьбе против болезни Альцгеймера

N+1
Как стать миллионером к 30 годам? 3 нюанса, о которых важно помнить Как стать миллионером к 30 годам? 3 нюанса, о которых важно помнить

Три важных нюанса на пути к заветному «как стать миллионером к тридцати»

Playboy
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Каким получился сериал Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем» Каким получился сериал Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем»

Кинокритик о сериале Романа Волобуева «Просто представь, что мы знаем»

РБК
Семь очень древних звуков, которые удалось воссоздать ученым Семь очень древних звуков, которые удалось воссоздать ученым

Как «заговорили» тираннозавры, египетские мумии и кое-кто еще!

Maxim
Американская диета Американская диета

Нью-йоркская диета поможет быстро похудеть до 6 кг за две недели

Лиза
Основательницы магазинов винтажа — о критериях отбора, ценах и уходе Основательницы магазинов винтажа — о критериях отбора, ценах и уходе

По каким критериям выбирать вещи прошлых лет выпуска?

РБК
О суммах квадратов и кубов О суммах квадратов и кубов

История начинается с теоремы Пифагора, а заканчивается математическим открытием

Наука и жизнь
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
Один «мидл» — хорошо, а два «джуна» лучше. Как сэкономить на найме разработчиков Один «мидл» — хорошо, а два «джуна» лучше. Как сэкономить на найме разработчиков

Работодатели сильно недооценивают плюсы от найма junior-разработчиков

Inc.
Паразит – царь природы Паразит – царь природы

Тайный мир самых опасных существ на Земле

kiozk originals
Заразительный Заразительный

Психология сарафанного радио. Как продукты и идеи становятся популярными

kiozk originals
8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях 8 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях

Тот самый случай, когда режиссеру даже не пришлось ничего приукрашивать

Maxim
Все в одном: как пандемия изменила привычки покупателей и сервис ретейла Все в одном: как пандемия изменила привычки покупателей и сервис ретейла

Пандемия ускорила темпы роста российской онлайн-торговли

СНОБ
7 легендарных советских брендов, которые на самом деле западные 7 легендарных советских брендов, которые на самом деле западные

Оказывается, «Запорожец» и электронная игра «Ну, погоди!» притворялись русскими!

Maxim
Игра в молчанку Игра в молчанку

Что такое синдром FOSO и как с ним жить

GQ
Она мечтала «быть как все» и еще 9 интересных фактов о Ксении Собчак Она мечтала «быть как все» и еще 9 интересных фактов о Ксении Собчак

Ксения Собчак всегда мечтала добиться всего собственными силами

Cosmopolitan
На злобу дня На злобу дня

Как перестать плакать по пустякам и научиться справиться с паническими атаками

Vogue
Дом веселых и находчивых Дом веселых и находчивых

Модернистский дом 1960‑х годов в идеальном состоянии

AD
Тайна темной энергии: раскрыта ли загадка самого большого резервуара энергии во Вселенной? Тайна темной энергии: раскрыта ли загадка самого большого резервуара энергии во Вселенной?

Раскрыта ли одна из самых волнующих тайн современной космологии?

Forbes
Структура научных революций Структура научных революций

Новаторский анализ научного развития

kiozk originals
Отрывок из книги Дэниела Киза «Войны Миллигана» Отрывок из книги Дэниела Киза «Войны Миллигана»

Отрывок из долгожданного продолжения романа Дэниела Киза о Билли Миллигане

СНОБ
Кальций из депо ускорил работу перепелиного сердца Кальций из депо ускорил работу перепелиного сердца

Для сокращения сердечной мышцы нужны ионы кальция. Что насчет птиц?

N+1
Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука

Как сделать так, чтобы жизнь стоила того, чтобы жить?

Playboy
Рано сдулись: Калкин, Лохан и другие звезды, не выдержавшие испытание славой Рано сдулись: Калкин, Лохан и другие звезды, не выдержавшие испытание славой

Они были в зените славы, но их жизнь чаще всего была трагичной

Cosmopolitan
Стоит ли соглашаться на повышение? Как принять сложное карьерное решение Стоит ли соглашаться на повышение? Как принять сложное карьерное решение

Как принять решение о повышении, если вы не уверены, что справитесь со стрессом

Forbes
Важные годы Важные годы

Почему не стоит откладывать жизнь на потом

kiozk originals
Хобби на черный день. Как продать самую дорогую в истории бейсбольную карточку за $3,9 млн Хобби на черный день. Как продать самую дорогую в истории бейсбольную карточку за $3,9 млн

Делец Дэйв Оанча зарабатывает миллионы на перепродаже редких карточек

Forbes
Воробьи научили друг друга бесстрашию Воробьи научили друг друга бесстрашию

Домовые воробьи могут учить друг друга не бояться новых объектов

N+1
Взрывная мерзлота Взрывная мерзлота

Откуда в ямальской тундре берутся воронки газовых выбросов

N+1
Открыть в приложении