Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Создано самое маленькое охлаждающее устройство

Создано самое маленькое охлаждающее устройство

16 ноября 2020


Учёные-инженеры уже давно изготавливают различные устройства, в основе которых лежит эффект Пельтье. Он заключается в переносе тепловой энергии между полупроводниками и реже — разнородными проводниками. Явление возникает при прямой подаче через проводники электрического тока. Устройства на основе эффекта Пельтье, как правило, не только компактны, но и очень надежны, так как не имеют подвижных элементов, при этом обладают высокой эффективностью. Однако холодильники на основе компрессоров всё же более эффективные. Для улучшения их рабочих характеристик используются специальные материалы, которые уменьшают нежелательный нагрев, сохраняют большой диапазон температур и имеют больший коэффициент Зеебека. Такой материал, на самом деле, найти непросто.

Чтобы оборудование на основе эффекта Пельтье обладало лучшими характеристиками и при этом имело крайне маленькие размеры, учёные рассмотрели теллурид висмута и теллурид сурьмы-висмута для изготовления тончайших пластинок, выступающих в качестве термоэлектрических охладителей. Полученная с их помощью конструкция представляет собой самый тонкий охладитель из всех ранее созданных — его толщина составляет всего 100 нанометров. Предыдущее рекордно малое устройство подобного рода имело толщину в 10 тысяч раз большую той, что ученые создали недавно. Чтобы конструкция работала, ученые совместили несколько пластинок друг над другом, используя подложку из нитрида кремния. К этим пластинкам был проведён электрический ток, в результате в области перекрытия пластинок образовалась холодная зона.

Исследовав параметры сформированной структуры с помощью электронных микроскопов, ученые убедились в качестве его охлаждения. Ширина холодной зоны не превысила 300 нанометров, поэтому измерить столь малые объекты удалось лишь с применением специальных лабораторных термометров, опирающихся на измерение расширения вещества. Данные о температуре получали из энергии плазмонов. Сочетая методы микроскопии с методами спектроскопии, удалось учесть потери энергии электронов и с точностью определить температуру малых участков образца. Охлаждение в столь маленьком термоэлектрическом холодильнике достигало температуры 21 Кельвин относительно комнатной температуры, принятой за начальную точку. При этом процесс охлаждения происходил на порядки быстрее, чем ожидалось. Даже в крупных охладителях оно происходит гораздо дольше.

Полученный мини-холодильник поможет в создании новых технологий наноохладителей, которые могут поспособствовать скачку в эффективности технологии термоэлектронного охлаждения.

DDDDDDDNDDD

Другая информация
27 января 2022
Как производственные сети усиливают экономический рост стран

Экономику можно рассматривать как сеть, в которой производители покупают товары, превращают их в новые товары и продают продукцию домашним хозяйствам или другим производителям.

24 января 2022
Исследован геологический контроль элементного состава фитопланктона

Элементный состав морского фитопланктона отражает их качество как источника пищи и регулирует поток углерода, кислорода и питательных веществ между океаном, атмосферой и скальными резервуарами.

20 января 2022
Самосборка фотонных кристаллов идет путем контроля зарождения и роста коллоидов, покрытых ДНК

Ученые стали на шаг ближе к созданию оптических метаматериалов следующего поколения из коллоидных кристаллов.

17 января 2022
Ученые провели новую оценку содержания галогенов в объемной силикатной земле

Точное понимание содержания галогенов в силикатных резервуарах Земли может помочь восстановить историю взаимодействий между мантией, атмосферой и океанами нашей планеты.

13 января 2022
Временные изменения планетарного железа являются движущей силой эволюции

Изменение доступности железа в планетарном масштабе, вызванное потенциально быстрым изменением климата, создаст давление отбора на хозяев и патогенные микроорганизмы во всей биосфере.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!