Достижение в термоэлектричестве может осветить Интернет вещей

(a) Множественная поддиапазона в треугольной квантовой (TQW), (b) отдельный суб -поддиапазон в прямоугольной квантовой скважине (RQW) и (c) экспериментальный уровень термоэлектрического коэффициента мощности по сравнению с теоретическим./(Pf2d/3d) th.Значение единицы указывает на улучшение термоэлектрического коэффициента мощности обычного 2DEG.Кредит: Йошиаки Накамура

Ветер, солнечная, да.Что -то вокруг нас может не сразу прийти на ум, хотя - выскажите.Теперь в исследовании, недавно опубликованном в Nature Communications, многоинституциональная исследовательская группа, включая Университет Осака, представила прорыв в области чистой энергии: значительно улучшенное термоэлектрическое преобразование.Одно из многочисленных потенциальных приложений?Правильно, IoT.

Масштабная глобальная интеграция IoT ограничена отсутствием подходящего энергоснабжения.Реально, энергоснабжение для IoT должно быть локальным и мелким.Миниатюризация термоэлектрического преобразования может помочь решить эту проблему по подаче энергии, применив в противном случае тепло от микроэлектроники в качестве источника электроэнергии.Однако для практических применений эффективность текущего термоэлектрического преобразования энергии недостаточна.Повышение этой эффективности было целью исследования исследовательской группы.

«В нашей работе мы демонстрируем двумерную систему электронного газа (2DEG) с несколькими подпологами, в которой используется арсенид галлия.исследования.«Наша система облегчает лучшее преобразование от температуры (тепло) в электричество и улучшает подвижность электронов в их 2D -листе. Это легко приносит пользу повседневным устройствам, таким как полупроводники».

Невероятно, что исследователи смогли улучшить коэффициент мощности термоэлектрической конверсии в течение 4 по сравнению с обычными системами 2DEG.Другие технологии, такие как резонансное рассеяние, не были столь эффективны для термоэлектрического преобразования.

Выводы команды могут открыть путь к устойчивому источнику энергии для IoT.Тонкие термоэлектрические пленки на подложках из арсенида галлия будут подходить для применений IoT.Например, они могут питать системы мониторинга окружающей среды в удаленных местах или носимых устройствах для медицинского мониторинга.

«Мы взволнованы, потому что мы расширили принципы процесса, который имеет решающее значение для очистки энергии и развития устойчивого IoT», - говорит Йошиаки Накамура, старший автор.«Более того, наша методология может быть применена к любому материалу на основе элементов; практические приложения находятся далеко идущие».

Эта работа является важным шагом вперед в максимизации полезности термоэлектрической электроэнергии в современной микроэлектронике и особенно подходит для IoT.Поскольку результаты не ограничиваются арсенидом галлия, возможны дальнейшие достижения в системе, с устойчивостью и IoT потенциально принесет пользу.

Больше информации: Аномальное усиление термоэлектрического коэффициента мощности в многомерной двухмерной электронной газовой системе, природная связь (2024).Doi: 10.1038/s41467-023-44165-3