새 기사의 주 저자인 Chris Regan은 “우리는 세계에서 가장 작은 냉장고를 만들었습니다.”라고 말했습니다.
그러나 과학자들은이 작은장치는 일반적인 의미에서 냉장고가 아닙니다. 문이나 컨테이너가 없습니다. 그러나 더 큰 규모에서는 컴퓨터 및 기타 전자 장치를 냉각하고 광섬유 네트워크의 온도를 조절하고 고급 망원경 및 디지털 카메라의 이미지 "노이즈"를 줄이는 데 동일한 기술이 사용되고 있습니다.
이 장치는 두 개의금속판 사이의 다른 반도체는 두 가지 방식으로 작동합니다. 가열되면 한쪽은 뜨거워지고 다른 쪽은 시원하게 유지됩니다. 이 온도 차이는 전기를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 미래에는 유사한 장치를 사용하여 자동차의 배기 가스에서 열을 포착하여 에어컨에 전력을 공급할 수 있습니다.
그러나이 프로세스는 반대로 시작할 수도 있습니다.방향. 장치에 전류가 흐르면 한쪽이 뜨거워지고 다른 쪽이 차가워 져 냉각 장치 역할을합니다. 예를 들어이 첨단 기술은 언젠가 실제 냉장고의 증기 압축 시스템을 대체하고 실생활에서 탄산 음료를 차갑게 유지할 수 있습니다.
금속판 사이에 끼워진 두 개의 반도체 재료로 구성된 표준 열전 장치입니다. 크레딧 : Wikimedia Commons.
나만의 열전 냉각기를 만들려면6 명의 UCLA 학생이 포함 된 Regan의 팀은 텔루르 화 비스무트와 텔루르 안티몬 비스무트라는 두 가지 표준 반도체 재료를 사용했습니다. 그들은 일반 벌크 재료 조각에 일반 덕트 테이프를 부착하고 제거한 다음 테이프에 여전히 부착 된 재료에서 얇은 단일 가닥 플레이크를 제거했습니다. 이 플레이크에서 그들은 두께가 100 나노 미터에 불과하고 총 활성 부피가 약 1 입방 마이크로 미터 인 기능 장치를 만들어 육안으로는 볼 수 없습니다.
“우리는 가장 작은열전 냉장고는 세계에서 만 번 이상 "-이 기사의 저자 중 한 명이자 레이건 연구 그룹의 전 학생 인 Xin Yi Lin은 말했습니다.
나노구조를 중심으로 -1~100나노미터 범위에서 하나 이상의 크기를 갖는 장치 - Regan과 그의 팀은 보다 효율적인 벌크 재료를 합성하는 새로운 방법을 발견하기를 희망합니다.
나노 크기의 "냉장고"의 또 다른 특징은 거의 즉각적으로 반응 할 수 있다는 것입니다.
Regan은 "열전 냉각기가 원자 수준과 원자 수준에 가까운 수준에서 작동하는 방식을 이해하면 더 큰 이점이있는 매크로 수준으로 확장 할 수 있습니다."라고 설명합니다.
사용하여 얻은 이미지입니다.두 개의 반도체 냉각기를 보여주는 전자 현미경 - 텔루르화 비스무트 조각 하나와 텔루르화 안티몬-비스무트 조각 하나가 대부분의 냉각이 일어나는 중앙의 어두운 영역에 겹쳐 있습니다. 작은 "점" — 이것은 팀이 온도계로 사용한 인듐 나노입자입니다. 출처: UCLA/리건 그룹.
이렇게 작은 온도 측정장치는 쉬운 일이 아닙니다. 광학 온도계는 작은 스케일에서 낮은 해상도를 갖는 반면, 스캐닝 프로브 방법은 특수한 고가의 장비가 필요합니다. 두 가지 방법 모두 힘든 보정이 필요합니다. Regan은 나노 크기 장치의 성능을 개발하고 측정하는 연구생의 연구를 칭찬했습니다.
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