வெப்ப மின் குளிர்விப்பு தொகுதிகளின் சமீபத்திய வளர்ச்சி சாதனைகள்

வெப்ப மின் குளிர்விப்பு தொகுதிகளின் சமீபத்திய வளர்ச்சி சாதனைகள்

I. பொருட்கள் மற்றும் செயல்திறன் வரம்புகள் பற்றிய திருப்புமுனை ஆராய்ச்சி

1. "ஃபோனான் கண்ணாடி - மின்னணு படிகம்" என்ற கருத்தின் ஆழமடைதல்: •

சமீபத்திய சாதனை: ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிகவும் குறைந்த லேட்டிஸ் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக சீபெக் குணகம் கொண்ட சாத்தியமான பொருட்களுக்கான திரையிடல் செயல்முறையை உயர்-செயல்திறன் கணினி மற்றும் இயந்திர கற்றல் மூலம் துரிதப்படுத்தியுள்ளனர். உதாரணமாக, அவர்கள் சிக்கலான படிக கட்டமைப்புகள் மற்றும் கூண்டு வடிவ சேர்மங்களைக் கொண்ட Zintl கட்ட சேர்மங்களை (YbCd2Sb2 போன்றவை) கண்டுபிடித்தனர், அவற்றின் ZT மதிப்புகள் குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்புகளுக்குள் பாரம்பரிய Bi2Te3 ஐ விட அதிகமாக உள்ளன. •

"என்ட்ரோபி பொறியியல்" உத்தி: உயர்-என்ட்ரோபி உலோகக் கலவைகள் அல்லது பல-கூறு திடக் கரைசல்களில் கலவைக் கோளாறுகளை அறிமுகப்படுத்துதல், இது மின் பண்புகளை தீவிரமாக சமரசம் செய்யாமல் வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கணிசமாகக் குறைக்க ஃபோனான்களை வலுவாக சிதறடிக்கிறது, இது வெப்ப மின் மதிப்பை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு பயனுள்ள புதிய அணுகுமுறையாக மாறியுள்ளது.

2. குறைந்த பரிமாண மற்றும் நானோ கட்டமைப்புகளில் எல்லைப்புற முன்னேற்றங்கள்:

இரு பரிமாண வெப்ப மின் பொருட்கள்: ஒற்றை அடுக்கு/ஒற்றடுக்கு SnSe, MoS₂, போன்றவற்றின் மீதான ஆய்வுகள், அவற்றின் குவாண்டம் அடைப்பு விளைவு மற்றும் மேற்பரப்பு நிலைகள் மிக அதிக சக்தி காரணிகள் மற்றும் மிகக் குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதைக் காட்டுகின்றன, இது அல்ட்ராமெல்லிய, நெகிழ்வான மைக்ரோ-TECகளை உருவாக்குவதற்கான சாத்தியத்தை வழங்குகிறது. மைக்ரோ தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் தொகுதிகள், மைக்ரோ பெல்டியர் கூலர்கள் (மைக்ரோ பெல்டியர் கூறுகள்).

நானோமீட்டர் அளவிலான இடைமுகப் பொறியியல்: தானிய எல்லைகள், இடப்பெயர்வுகள் மற்றும் நானோ-கட்ட வீழ்படிவுகள் போன்ற நுண் கட்டமைப்புகளை "ஃபோனான் வடிகட்டிகள்" என துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துதல், வெப்ப கேரியர்களை (ஃபோனான்கள்) தேர்ந்தெடுத்து சிதறடித்து எலக்ட்ரான்களை சீராக கடந்து செல்ல அனுமதித்தல், இதன் மூலம் வெப்ப மின் அளவுருக்களின் (கடத்துத்திறன், சீபெக் குணகம், வெப்ப கடத்துத்திறன்) பாரம்பரிய இணைப்பு உறவை உடைத்தல்.

II. புதிய குளிர்பதன வழிமுறைகள் மற்றும் சாதனங்களின் ஆய்வு

1. அடிப்படையிலான வெப்ப மின் குளிர்ச்சி:

இது ஒரு புரட்சிகரமான புதிய திசையாகும். ஒரு மின்சார புலத்தின் கீழ் அயனிகளின் இடம்பெயர்வு மற்றும் கட்ட மாற்றம் (எலக்ட்ரான்கள்/துளைகளுக்குப் பதிலாக) பயன்படுத்தி திறமையான வெப்ப உறிஞ்சுதலை அடைவதன் மூலம். சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, சில அயனி ஜெல்கள் அல்லது திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பாரம்பரிய TECகள், பெல்டியர் தொகுதிகள், TEC தொகுதிகள், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டிகள், குறைந்த மின்னழுத்தங்களில் மிகப் பெரிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகளை உருவாக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது, இது நெகிழ்வான, அமைதியான மற்றும் மிகவும் திறமையான அடுத்த தலைமுறை குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சிக்கு முற்றிலும் புதிய பாதையைத் திறக்கிறது.

2. மின்சார அட்டைகள் மற்றும் அழுத்த அட்டைகளைப் பயன்படுத்தி குளிர்பதனத்தை சிறியதாக்குவதற்கான முயற்சிகள்: •

வெப்ப மின் விளைவின் ஒரு வடிவமாக இல்லாவிட்டாலும், திட-நிலை குளிரூட்டலுக்கான போட்டி தொழில்நுட்பமாக, பொருட்கள் (பாலிமர்கள் மற்றும் மட்பாண்டங்கள் போன்றவை) மின்சார புலங்கள் அல்லது அழுத்தத்தின் கீழ் குறிப்பிடத்தக்க வெப்பநிலை மாறுபாடுகளை வெளிப்படுத்த முடியும். சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, மின்கலோரிக்/அழுத்த கலோரிக் பொருட்களை மினியேச்சர் செய்து வரிசைப்படுத்தவும், மிகக் குறைந்த சக்தி கொண்ட நுண்-குளிரூட்டும் தீர்வுகளை ஆராய்வதற்காக TEC, பெல்டியர் தொகுதி, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டும் தொகுதி, பெல்டியர் சாதனம் ஆகியவற்றுடன் கொள்கை அடிப்படையிலான ஒப்பீடு மற்றும் போட்டியை நடத்தவும் முயற்சிக்கிறது.

III. அமைப்பு ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டு புதுமையின் எல்லைகள்

1. "சிப்-நிலை" வெப்பச் சிதறலுக்கான ஆன்-சிப் ஒருங்கிணைப்பு:

சமீபத்திய ஆராய்ச்சி மைக்ரோ TEC ஐ ஒருங்கிணைப்பதில் கவனம் செலுத்துகிறது.，மைக்ரோ தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதி， (தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் தொகுதி), பெல்டியர் கூறுகள் மற்றும் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சில்லுகள் ஒற்றைக்கல் முறையில் (ஒற்றை சிப்பில்). MEMS (மைக்ரோ-எலக்ட்ரோ-மெக்கானிக்கல் சிஸ்டம்ஸ்) தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, CPUகள்/GPUகளின் உள்ளூர் ஹாட்ஸ்பாட்களுக்கு "பாயிண்ட்-டு-பாயிண்ட்" நிகழ்நேர செயலில் குளிர்ச்சியை வழங்க, மைக்ரோ-ஸ்கேல் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நெடுவரிசை வரிசைகள் சிப்பின் பின்புறத்தில் நேரடியாக உருவாக்கப்படுகின்றன, இது வான் நியூமன் கட்டமைப்பின் கீழ் வெப்பத் தடையை உடைக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. எதிர்கால கணினி சக்தி சில்லுகளின் "வெப்பச் சுவர்" சிக்கலுக்கான இறுதி தீர்வுகளில் ஒன்றாக இது கருதப்படுகிறது.

2. அணியக்கூடிய மற்றும் நெகிழ்வான மின்னணு சாதனங்களுக்கான சுய-இயங்கும் வெப்ப மேலாண்மை:

வெப்ப மின் உற்பத்தி மற்றும் குளிரூட்டலின் இரட்டை செயல்பாடுகளை இணைத்தல். சமீபத்திய சாதனைகளில் நீட்டிக்கக்கூடிய மற்றும் அதிக வலிமை கொண்ட நெகிழ்வான வெப்ப மின் இழைகளின் வளர்ச்சியும் அடங்கும். இவை வெப்பநிலை வேறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தி அணியக்கூடிய சாதனங்களுக்கு மின்சாரத்தை மட்டும் உருவாக்க முடியாது., ஆனால் தலைகீழ் மின்னோட்டம் மூலம் உள்ளூர் குளிர்ச்சியையும் (சிறப்பு வேலை சீருடைகளை குளிர்வித்தல் போன்றவை) அடையலாம்., ஒருங்கிணைந்த ஆற்றல் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மையை அடைதல்.

3. குவாண்டம் தொழில்நுட்பம் மற்றும் உயிரியல் உணர்தலில் துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு:

குவாண்டம் பிட்கள் மற்றும் உயர்-உணர்திறன் உணரிகள் போன்ற அதிநவீன துறைகளில், mK (மில்லிகெல்வின்) மட்டத்தில் மிகத் துல்லியமான வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாடு அவசியம். சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, மிக அதிக துல்லியம் (±0.001°C) கொண்ட பல-நிலை TEC, பல-நிலை பெல்டியர் தொகுதி (தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டும் தொகுதி) அமைப்புகளில் கவனம் செலுத்துகிறது மற்றும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் தளங்கள் மற்றும் ஒற்றை-மூலக்கூறு கண்டறிதல் சாதனங்களுக்கு மிகவும் நிலையான வெப்ப சூழலை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டு, செயலில் இரைச்சல் ரத்துக்காக TEC தொகுதி, பெல்டியர் சாதனம், பெல்டியர் குளிரூட்டி ஆகியவற்றின் பயன்பாட்டை ஆராய்கிறது.

IV. உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் உகப்பாக்க தொழில்நுட்பங்களில் புதுமை

செயற்கை நுண்ணறிவு சார்ந்த வடிவமைப்பு: "பொருள்-கட்டமைப்பு-செயல்திறன்" தலைகீழ் வடிவமைப்பிற்கு AI (உருவாக்க விரோத நெட்வொர்க்குகள், வலுவூட்டல் கற்றல் போன்றவை) பயன்படுத்துதல், பரந்த வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் அதிகபட்ச குளிரூட்டும் குணகத்தை அடைய உகந்த பல அடுக்கு, பிரிக்கப்பட்ட பொருள் கலவை மற்றும் சாதன வடிவவியலை கணித்தல், ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு சுழற்சியை கணிசமாகக் குறைத்தல்.

சுருக்கம்:

பெல்டியர் தனிமத்தின் சமீபத்திய ஆராய்ச்சி சாதனைகளான தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் மாட்யூல் (TEC மாட்யூல்) "மேம்பாடு" என்பதிலிருந்து "மாற்றம்" என்பதற்கு நகர்கிறது. முக்கிய அம்சங்கள் பின்வருமாறு: •

பொருள் நிலை: மொத்த ஊக்கமருந்து முதல் அணு-நிலை இடைமுகங்கள் மற்றும் என்ட்ரோபி பொறியியல் கட்டுப்பாடு வரை. •

அடிப்படை மட்டத்தில்: எலக்ட்ரான்களை நம்பியிருப்பதில் இருந்து அயனிகள் மற்றும் போலரான்கள் போன்ற புதிய சார்ஜ் கேரியர்களை ஆராய்வது வரை.

ஒருங்கிணைப்பு நிலை: தனித்துவமான கூறுகளிலிருந்து சில்லுகள், துணிகள் மற்றும் உயிரியல் சாதனங்களுடன் ஆழமான ஒருங்கிணைப்பு வரை.

இலக்கு நிலை: குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் போன்ற அதிநவீன தொழில்நுட்பங்களின் வெப்ப மேலாண்மை சவால்களை எதிர்கொள்ள மேக்ரோ-நிலை குளிரூட்டலில் இருந்து நகர்தல்.

இந்த முன்னேற்றங்கள் எதிர்கால வெப்ப மின் குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பங்கள் மிகவும் திறமையானதாகவும், மினியேச்சர் செய்யப்பட்டதாகவும், புத்திசாலித்தனமாகவும், அடுத்த தலைமுறை தகவல் தொழில்நுட்பம், உயிரி தொழில்நுட்பம் மற்றும் எரிசக்தி அமைப்புகளின் மையத்தில் ஆழமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டதாகவும் இருக்கும் என்பதைக் குறிக்கின்றன.