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

Он и оно: как кофе управляет нашим организмом Он и оно: как кофе управляет нашим организмом

Все что вы хотели знать о кофе, включая «он» или «оно»

Популярная механика
В Антарктиде оттаяла древняя колония пингвинов Адели возрастом около пяти тысяч лет В Антарктиде оттаяла древняя колония пингвинов Адели возрастом около пяти тысяч лет

Следы древней колонии были обнаружены на мысе Иризар

N+1
Что говорит о нас наш дом Что говорит о нас наш дом

Организуя свой дом, мы воплощаем наши неосознанные влечения и инстинкты

Psychologies
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
Эссенциализм Эссенциализм

Путь к простоте

kiozk originals
Найди свое «Почему?» Найди свое «Почему?»

Практическое руководство по поиску цели

kiozk originals
Как советский футболист забил первый гол в истории кубков и чемпионатов Европы (видео) Как советский футболист забил первый гол в истории кубков и чемпионатов Европы (видео)

28 сентября 1958 года. Помни! Празднуй! Гордись!

Maxim
«Wildberries выбрал свою «Барселону»: зачем интернет-ретейлеру партнерство с одним из лидеров российского футбола «Wildberries выбрал свою «Барселону»: зачем интернет-ретейлеру партнерство с одним из лидеров российского футбола

Wildberries начал спонсировать большой спортивный клуб — футбольный ЦСКА

Forbes
Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек

«Война полов» служит одним из факторов эволюции этих насекомых

N+1
Семь принципов счастливого брака Семь принципов счастливого брака

Или эмоциональный интеллект в любви

kiozk originals
Перинатальные андрогены спасли самцов мышей от аллергии Перинатальные андрогены спасли самцов мышей от аллергии

Мужчины оказались устойчивее к анафилаксии

N+1
Колину Ферту - 60! Король Георг, Дарси, спецагент и другие перевоплощения Колину Ферту - 60! Король Георг, Дарси, спецагент и другие перевоплощения

Время напомнить, чем знаменит Колин Ферт

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

Непрактичные или уникальные?

Популярная механика
Не думайте о покупателе: как вырастить стартап, который купит Apple Не думайте о покупателе: как вырастить стартап, который купит Apple

Что необходимо учитывать при создании стартапа, чтобы заинтересовать Apple

Forbes
«Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко «Коля — это кремень»: что мы знаем о повзрослевшем сыне Лукашенко

Что мы знаем о младшем сыне Лукашенко, которого отец готовил в преемники?

Forbes
Чего ей не хватает Чего ей не хватает

Психология бедности: как она мешает нам разбогатеть

Cosmopolitan
Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним) Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним)

Признавайся, у тебя тоже бывает такое, что хочется рассказать о своем бывшем?

Cosmopolitan
Счастливая открытка от Гагарина: как предприниматель из Белоруссии продал стартап Facebook и стал партнером сына миллиардера Счастливая открытка от Гагарина: как предприниматель из Белоруссии продал стартап Facebook и стал партнером сына миллиардера

Как Гурский добился успеха, какую роль в этом сыграл Юрий Гагарин?

Forbes
Сбил зеркало плечом и не заметил. Нелепая причина для лишения прав Сбил зеркало плечом и не заметил. Нелепая причина для лишения прав

Мотоциклист сбил плечом зеркало у «Газели» и на год лишился прав

РБК
Моя прелесть Моя прелесть

Удовольствие не является достойной целью. К чему же нам стремиться?

Playboy
Фаршированный перец Фаршированный перец

Сильные стороны голубца компенсируются слабостями. Проверим?

Weekend
Стратегия жизни Стратегия жизни

А вы знали, что вы – бизнесмен?

kiozk originals
Победа «томского пациента»: как Навальный изменил политический ландшафт на последних выборах Победа «томского пациента»: как Навальный изменил политический ландшафт на последних выборах

Прошлогодний успех «Умного голосования» на выборах не был случайностью

Forbes
Почему люди верят в плоскую Землю Почему люди верят в плоскую Землю

Реальная причина, по которой люди думают, что Земля плоская, может вас удивить

Популярная механика
Не становитесь предпринимателем, если вам нужен пассивный доход Не становитесь предпринимателем, если вам нужен пассивный доход

Предпринимательство требует активных усилий.

Inc.
Вредно ли слушать музыку в наушниках: исследования ученых Вредно ли слушать музыку в наушниках: исследования ученых

Действительно ли прослушивание музыки ухудшает слух и что с этим делать?

РБК
Весело шагая: 7 крутых лестниц Весело шагая: 7 крутых лестниц

На подъеме: самые красивые лестницы в мире

Вокруг света
Фильму «Скажи ей» удается быть эмоциональным, но картина слишком манипулирует зрителем Фильму «Скажи ей» удается быть эмоциональным, но картина слишком манипулирует зрителем

Автобиографическая (мело)драма Александра Молочникова «Скажи ей».

GQ
10 лучших детективов Агаты Кристи 10 лучших детективов Агаты Кристи

Романы, за которые мы так любим Агату Кристи

Maxim
Религия для диктатора. В чем состоит кредо Лукашенко Религия для диктатора. В чем состоит кредо Лукашенко

Символ веры, общий для несменяемых властителей на постсоветском пространстве

СНОБ
Открыть в приложении