Развитие информационных технологий требует эффективного управления температурой для чипов, чтобы гарантировать стабильную передачу информации. Между тем, технология управления температурой должна быть безвибрационной и легко миниатюризируемой для размещения все более интегрированных чиповых модулей.
Охладители Пельтье (PC) на основе термоэлектрического (TE) эффекта стали одним из наиболее перспективных решений для охлаждения в масштабе чипа, привлекая все большее внимание в последние годы. В настоящее время сплав теллурида висмута (Bi 2 Te 3 ) остается единственным доступным материалом-кандидатом для коммерческих ПК.
К сожалению, слоистая структура Bi 2 Te 3 связана силами Ван-дер-Ваальса и, таким образом, демонстрирует плохие механические свойства, что создает большие проблемы при миниатюризации. Поэтому улучшение как механической прочности , так и характеристик TE сплава теллурида висмута имеет решающее значение для миниатюризации и интеграции ПК.
Для решения этих проблем группа профессора Цзин-Фэн Ли из Университета Цинхуа опубликовала исследовательскую статью в National Science Review , в которой предлагается новая стратегия модуляции микроструктуры для сплава Bi 2 Te 3 для эффективного улучшения как механических, так и термоэлектрических характеристик. Это достижение в конечном итоге позволяет микропроизводить высокопроизводительные ПК.
Процесс отжига и горячей ковки был разработан для содействия уплотнению при внедрении дислокационного упрочнения. Кроме того, дисперсионное упрочнение было вызвано включением наночастиц SiC. Эти модифицированные микроструктуры могут не только улучшить механические свойства, но и регулировать перенос носителей заряда и фононов.
Впоследствии, оптимизируя содержание Te с помощью стратегии композиционной модуляции, производительность TE была дополнительно улучшена при сохранении превосходной механической прочности, необходимой для целей точной обработки. В результате этого «прочного» сплава Bi 2 Te 3 были успешно изготовлены эффективные ПК с чрезвычайно малыми размерами.
Примечательно, что вышеупомянутая стратегия оптимизации не ограничивается сплавом Bi 2 Te 3 , но применима и к другим системам ТЭ. Этот прорыв показывает большой потенциал для технологий твердотельного охлаждения в небольших пространствах и открывает новые возможности для миниатюрных холодильных устройств, что еще больше продвигает смежные отрасли.
