የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች የቅርብ ጊዜ የልማት ስኬቶች

የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች የቅርብ ጊዜ የልማት ስኬቶች

I. በቁሳቁሶች እና በአፈጻጸም ገደቦች ላይ የተገኘ የድል ጥናት

1. የ"ፎኖን ብርጭቆ - ኤሌክትሮኒክ ክሪስታል" ጽንሰ-ሀሳብ ጥልቀት መጨመር፡ •

የቅርብ ጊዜ ስኬት፡- ተመራማሪዎች በከፍተኛ-ውጤት ኮምፒውቲንግ እና ማሽን ለርኒንግ አማካኝነት እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሆነ የላቲስ የሙቀት ማስተላለፊያ እና ከፍተኛ የሴቤክ ኮፊሸንት ያላቸውን ሊሆኑ የሚችሉ ቁሳቁሶችን የማጣራት ሂደቱን አፋጥነዋል። ለምሳሌ፣ ውስብስብ ክሪስታል አወቃቀሮች እና የወጥ ቤት ቅርጽ ያላቸው ውህዶች ያሏቸውን የዚንትል ደረጃ ውህዶችን (እንደ YbCd2Sb2 ያሉ) አግኝተዋል፣ የዚንትል ደረጃ ውህዶች ደግሞ በተወሰኑ የሙቀት ክልሎች ውስጥ ከባህላዊ Bi2Te3 እሴቶች የሚበልጡ ናቸው።

“የኢንትሮፒ ምህንድስና” ስትራቴጂ፡- ከፍተኛ ኢንትሮፒ ቅይጥ ወይም ባለብዙ-ክፍል ጠጣር መፍትሄዎች ውስጥ የኮምፕሬሽናል መዛባትን ማስተዋወቅ፣ ይህም ፎኖኖችን በኃይል በመበተን የሙቀት አማቂነትን በከፍተኛ ሁኔታ ለመቀነስ የኤሌክትሪክ ባህሪያትን በእጅጉ ይቀንሳል፣ የቴርሞኤሌክትሪክን የብቃት መጠን ለማሻሻል ውጤታማ አዲስ አቀራረብ ሆኗል።

2. በዝቅተኛ ልኬት እና ናኖስትራክቸርስ ውስጥ የድንበር እድገቶች፡

ባለ ሁለት ገጽታ ቴርሞኤሌክትሪክ ቁሶች፡- በነጠላ-ንብርብር/ሞኖላይር SnSe፣ MoS₂፣ ወዘተ ላይ የተደረጉ ጥናቶች እንደሚያሳዩት የኳንተም እገዳ ተጽእኖ እና የገጽታ ሁኔታቸው እጅግ በጣም ከፍተኛ የኃይል ምክንያቶችን እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት አማቂ ኃይልን ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም እጅግ በጣም ቀጭን፣ ተለዋዋጭ ማይክሮ-TECዎችን የመፍጠር እድል ይሰጣል። ማይክሮ ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞጁሎች፣ ማይክሮ ፔልቲየር ማቀዝቀዣዎች (ማይክሮ ፔልቲየር አባሎች)።

የናኖሜትር-ልኬት በይነገጽ ምህንድስና፡- እንደ የእህል ወሰኖች፣ መቆራረጦች እና የናኖ-ደረጃ ዝግመቶች ያሉ ጥቃቅን መዋቅሮችን በትክክል መቆጣጠር፣ እንደ “ፎኖን ማጣሪያዎች”፣ የሙቀት ተሸካሚዎችን (ፎኖኖችን) በመምረጥ ኤሌክትሮኖች በተቀላጠፈ ሁኔታ እንዲያልፉ በማድረግ፣ በዚህም የቴርሞኤሌክትሪክ መለኪያዎችን ባህላዊ የመገጣጠሚያ ግንኙነት (ኮንዳክቲቭነት፣ የሴቤክ ኮፊሸንት፣ የሙቀት ኮንዳክቲቭነት) ይሰብራል።

II. የአዳዲስ የማቀዝቀዣ ዘዴዎች እና መሳሪያዎች ፍለጋ

1. በመሠረት ላይ የተመሠረተ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ፡

ይህ አብዮታዊ አዲስ አቅጣጫ ነው። ውጤታማ የሙቀት መምጠጥን ለማግኘት በኤሌክትሪክ መስክ ስር ያሉትን አየኖች (ኤሌክትሮኖች/ቀዳዳዎች ሳይሆን) ፍልሰት እና የደረጃ ለውጥ (እንደ ኤሌክትሮላይሲስ እና ማጠናከሪያ) በመጠቀም። የቅርብ ጊዜ ጥናቶች እንደሚያሳዩት የተወሰኑ አዮኒክ ጄሎች ወይም ፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶች ከባህላዊ TECs፣ ከፔልቲየር ሞጁሎች፣ ከTEC ሞጁሎች፣ ከቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣዎች በዝቅተኛ ቮልቴጅ በጣም ትልቅ የሙቀት ልዩነት ሊፈጥሩ ይችላሉ፣ ይህም ተለዋዋጭ፣ ጸጥ ያሉ እና በጣም ቀልጣፋ የቀጣይ ትውልድ የማቀዝቀዣ ቴክኖሎጂዎችን ለማዳበር ሙሉ በሙሉ አዲስ መንገድ ይከፍታል።

2. የኤሌክትሪክ ካርዶችን እና የግፊት ካርዶችን በመጠቀም ማቀዝቀዣዎችን በትንሹ ለማቃለል የሚደረጉ ሙከራዎች፡ •

ምንም እንኳን የሙቀት-ኤሌክትሪክ ውጤት አይነት ባይሆንም፣ ለጠንካራ ሁኔታ ማቀዝቀዣ እንደ ተፎካካሪ ቴክኖሎጂ፣ ቁሳቁሶቹ (እንደ ፖሊመሮች እና ሴራሚክስ ያሉ) በኤሌክትሪክ መስኮች ወይም በጭንቀት ስር ጉልህ የሆነ የሙቀት ልዩነት ሊያሳዩ ይችላሉ። የቅርብ ጊዜ ጥናት ኤሌክትሮካሎሪክ/ፕሬስዩርካሎሪክ ቁሳቁሶችን ለማቃለል እና ለማደራጀት እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው ማይክሮ-ማቀዝቀዣ መፍትሄዎችን ለማሰስ ከTEC፣ ከፔልቲየር ሞዱል፣ ከቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞዱል፣ ከፔልቲየር መሳሪያ ጋር በመርህ ላይ የተመሠረተ ንጽጽር እና ውድድር ለማካሄድ እየሞከረ ነው።

III. የስርዓት ውህደት እና የአተገባበር ፈጠራ ድንበሮች

1. ለ "ቺፕ-ደረጃ" የሙቀት ስርጭት በቺፕ ላይ ውህደት፡

የቅርብ ጊዜ ምርምሮች ማይክሮ TEC ን በማዋሃድ ላይ ያተኩራሉማይክሮ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞዱል(ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞዱል)፣ ፔልቲየር ኤለመንቶች እና በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ቺፕስ ሞኖሊቲ (በአንድ ቺፕ)። የMEMS (ማይክሮ-ኤሌክትሮ-ሜካኒካል ሲስተምስ) ቴክኖሎጂን በመጠቀም፣ ማይክሮ-ልኬት ቴርሞኤሌክትሪክ አምድ ድርድሮች በቀጥታ በቺፑ ጀርባ ላይ ተሠርተው ለአካባቢያዊ የሲፒዩዎች/ጂፒዩዎች “ከነጥብ ወደ ነጥብ” ንቁ ማቀዝቀዣ ይሰጣሉ፣ ይህም በቮን ኑማን አርክቴክቸር ስር ባለው የሙቀት ማነቆ ውስጥ እንደሚያልፍ ይጠበቃል። ይህ ለወደፊቱ የኮምፒዩተር ኃይል ቺፖች “የሙቀት ግድግዳ” ችግር የመጨረሻ መፍትሄዎች አንዱ እንደሆነ ይቆጠራል።

2. ለተለባሽ እና ተለዋዋጭ ኤሌክትሮኒክስ በራስ የሚሰራ የሙቀት አስተዳደር፡

የቴርሞኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት እና ማቀዝቀዣ ድርብ ተግባራትን በማጣመር። የቅርብ ጊዜ ስኬቶች የሚለጠጡ እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸው ተለዋዋጭ ቴርሞኤሌክትሪክ ፋይበርዎችን ማዘጋጀትን ያካትታሉ። እነዚህ የሙቀት ልዩነቶችን በመጠቀም ለተለባሽ መሳሪያዎች ኤሌክትሪክ ማመንጨት ብቻ ሳይሆንነገር ግን በተገላቢጦሽ ጅረት በኩል የአካባቢ ማቀዝቀዣ (እንደ ልዩ የስራ ዩኒፎርም ማቀዝቀዝ ያሉ) ማግኘትየተቀናጀ የኃይል እና የሙቀት አስተዳደርን ማሳካት።

3. በኳንተም ቴክኖሎጂ እና ባዮሴንሲንግ ውስጥ ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፡

እንደ ኳንተም ቢትስ እና ከፍተኛ የስሜት ህዋሳት ዳሳሾች ባሉ ዘመናዊ መስኮች፣ በ mK (ሚሊኬልቪን) ደረጃ እጅግ በጣም ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ አስፈላጊ ነው። የቅርብ ጊዜ ጥናቱ እጅግ በጣም ከፍተኛ ትክክለኛነት (±0.001°C) ባላቸው ባለብዙ-ደረጃ TEC፣ ባለብዙ-ደረጃ ፔልቲየር ሞዱል (ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞዱል) ስርዓቶች ላይ ያተኩራል እና ለኳንተም ኮምፒውቲንግ መድረኮች እና ለነጠላ-ሞለኪውል ማወቂያ መሳሪያዎች እጅግ በጣም የተረጋጋ የሙቀት አካባቢ ለመፍጠር በማሰብ የ TEC ሞዱል፣ ፔልቲየር መሳሪያ፣ ፔልቲየር ማቀዝቀዣ አጠቃቀምን ይዳስሳል።

IV. በማስመሰል እና በማመቻቸት ቴክኖሎጂዎች ፈጠራ

አርቲፊሻል ኢንተለጀንስ-ተኮር ዲዛይን፡- ለ"ቁሳቁስ-መዋቅር-አፈጻጸም" የተገላቢጦሽ ዲዛይን AI (እንደ ጀነሬቲቭ ተቃዋሚ ኔትወርኮች፣ የማጠናከሪያ ትምህርት) መጠቀም፣ ሰፊ የሙቀት ክልል ውስጥ ከፍተኛውን የማቀዝቀዣ ኮፊሸንት ለማሳካት ምርጡን ባለብዙ ንብርብር፣ የተከፋፈለ የቁሳቁስ ቅንብር እና የመሳሪያ ጂኦሜትሪ መተንበይ፣ የምርምር እና የልማት ዑደትን በእጅጉ ያሳጥራል።

ማጠቃለያ፡

የፔልቲየር ኤለመንት፣ ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞዱል (TEC ሞዱል) የቅርብ ጊዜ የምርምር ስኬቶች ከ"ማሻሻያ" ወደ "ትራንስፎርሜሽን" እየተሸጋገሩ ነው። ዋና ዋናዎቹ ባህሪያት የሚከተሉት ናቸው፡ •

የቁሳቁስ ደረጃ፡ ከጅምላ ዶፒንግ እስከ አቶሚክ ደረጃ በይነገጾች እና የኢንትሮፒ ምህንድስና ቁጥጥር።

በመሠረታዊ ደረጃ፡- በኤሌክትሮኖች ላይ ከመመካት ጀምሮ እንደ አዮኖች እና ፖላሮን ያሉ አዳዲስ የቻርጅ ተሸካሚዎችን እስከማሰስ ድረስ።

የውህደት ደረጃ፡- ከተለዩ ክፍሎች እስከ ቺፕስ፣ ጨርቆች እና ባዮሎጂካል መሳሪያዎች ጋር ጥልቅ ውህደት።

የታለመ ደረጃ፡ ከማክሮ-ደረጃ ማቀዝቀዣ ወደ እንደ ኳንተም ኮምፒውቲንግ እና ኢንተግሬትድ ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ያሉ ዘመናዊ ቴክኖሎጂዎች የሙቀት አስተዳደር ተግዳሮቶችን ለመፍታት የሚደረግ ሽግግር።

እነዚህ እድገቶች እንደሚያሳዩት የወደፊት የሙቀት ኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ቀልጣፋ፣ አነስተኛ፣ ብልህ እና በቀጣዩ ትውልድ የመረጃ ቴክኖሎጂ፣ ባዮቴክኖሎጂ እና የኢነርጂ ስርዓቶች ውስጥ በጥልቀት የተዋሃዱ ይሆናሉ።