محققان موسسه میکروالکترونیک A*STAR و دانشگاه ملی سنگاپور با استفاده از آرایه‌های نانوسیم سیلیکونی، یک ژنراتور ترموالکتریک نانومقیاس ساختند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، سیلیکون که با الکترونیک مرسوم سازگار است، به عنوان یک ژنراتور در شکل توده‌ای عملکرد ضعیفی دارد، اما در مقیاس نانو کارآمدی بسیار بیشتری دارد. با استفاده از این ژنراتور نانوسیمی می‌توان گرمای تولید شده در مدارهای الکتریکی را به الکتریسیته تبدیل کرد.
ناوب سینق، پژوهشگر طرح توضیح می‌دهد: نانوسیم‌های سیلیکونی در مقایسه با سیلیکون توده‌ای خواص ترموالکتریک بسیار بهتری دارند، زیرا آنها ضریب هدایت گرمایی خیلی بهتری دارند. همچنین اخیرا برای فرآوری سیلیکون، تجهیزات مدرنی قابل دسترسی است؛ بنابراین اگر بتوان با استفاده از نانوسیم‌های سیلیکونی جمع‌آوری‌کننده‌های انرژی و کولرهای ترموالکتریک ساخت، می‌توان افزاره‌هایی با راندمان بالا، کم‌هزینه و مقیاس‌پذیر ساخت. در افزاره‌های الکترونیکی اغلب نقاط داغی ایجاد می‌شود که باعث کاهش کارایی آنها می‌شوند. دانشمندان روی ابداع روش‌هایی برای سرد کردن این سیستم‌ها تمرکز کرده‌اند.
آنها همچنین تلاش می‌کنند که با بهره‌برداری از اثر ترموالکتریک که طبق آن گرادیان دما منجر به القاء حرکت حامل‌های بار می‌شود، این گرمای اضافی را به الکتریسیته تبدیل کنند؛ با این حال، تلاش‌های قبلی برای ساختن ژنراتورهایی در مقیاس تراشه با شکست مواجه شده‌اند، زیرا مواد استفاده شده با فناوری به کار رفته برای ساخت مدارهای مجتمع از قبیل نیمه‌رساناهای اکسید فلزی تکمیلی (CMOS)، سازگار نبودند.
این محققان با اتصال دو ورقه فلزی متفاوت به یکدیگر با استفاده پایه‌های عمودی ساخته شده از خوشه‌های متناوبی از نانوسیم‌های سیلیکونی نوع N و نانوسیم‌های نوع p، نانوژنراتور خود را ساختند. طبق گفته سینق، بزرگ‌ترین چالش، اتصال این نانوسیم‌ها به ورقه‌های فلزی به طریقی بود که مقاوت نقطه تماس حداقل باشد و عملکرد ترموالکتریک بهینه‌ای ارائه کند.
یک نانوژنراتور ترموالکتریک، همانند یک ژنراتور الکتریکی، می‌تواند برای خودتوان‌دهی بخشی از یک مدار الکتریکی، استفاده شود. به علاوه، آنها را می‌توان برای تولید توان و باتری‌های مکمل در اغلب سیستم‌های شار گرمایی شبیه اتومبیل، لیزرهای نیمه‌رسانا و شناساگرهای نوری، استفاده کرد.
آنها همچنین می‌توانند یک سیستم سرمایش کم‌هزینه و موثر برای حذف نقاط داغ ارائه کنند.
سینق باور دارد که نانوژنراتورهای ترموالکتریک را حتی می‌توان در علوم پزشکی برای توان دادن به کاشت‌ها در بدن انسان استفاده کرد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی IEEE Electron Device Letters منتشر کرده‌اند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، سیلیکون که با الکترونیک مرسوم سازگار است، به عنوان یک ژنراتور در شکل توده‌ای عملکرد ضعیفی دارد، اما در مقیاس نانو کارآمدی بسیار بیشتری دارد. با استفاده از این ژنراتور نانوسیمی می‌توان گرمای تولید شده در مدارهای الکتریکی را به الکتریسیته تبدیل کرد.
ناوب سینق، پژوهشگر طرح توضیح می‌دهد: نانوسیم‌های سیلیکونی در مقایسه با سیلیکون توده‌ای خواص ترموالکتریک بسیار بهتری دارند، زیرا آنها ضریب هدایت گرمایی خیلی بهتری دارند. همچنین اخیرا برای فرآوری سیلیکون، تجهیزات مدرنی قابل دسترسی است؛ بنابراین اگر بتوان با استفاده از نانوسیم‌های سیلیکونی جمع‌آوری‌کننده‌های انرژی و کولرهای ترموالکتریک ساخت، می‌توان افزاره‌هایی با راندمان بالا، کم‌هزینه و مقیاس‌پذیر ساخت. در افزاره‌های الکترونیکی اغلب نقاط داغی ایجاد می‌شود که باعث کاهش کارایی آنها می‌شوند. دانشمندان روی ابداع روش‌هایی برای سرد کردن این سیستم‌ها تمرکز کرده‌اند.
آنها همچنین تلاش می‌کنند که با بهره‌برداری از اثر ترموالکتریک که طبق آن گرادیان دما منجر به القاء حرکت حامل‌های بار می‌شود، این گرمای اضافی را به الکتریسیته تبدیل کنند؛ با این حال، تلاش‌های قبلی برای ساختن ژنراتورهایی در مقیاس تراشه با شکست مواجه شده‌اند، زیرا مواد استفاده شده با فناوری به کار رفته برای ساخت مدارهای مجتمع از قبیل نیمه‌رساناهای اکسید فلزی تکمیلی (CMOS)، سازگار نبودند.
این محققان با اتصال دو ورقه فلزی متفاوت به یکدیگر با استفاده پایه‌های عمودی ساخته شده از خوشه‌های متناوبی از نانوسیم‌های سیلیکونی نوع N و نانوسیم‌های نوع p، نانوژنراتور خود را ساختند. طبق گفته سینق، بزرگ‌ترین چالش، اتصال این نانوسیم‌ها به ورقه‌های فلزی به طریقی بود که مقاوت نقطه تماس حداقل باشد و عملکرد ترموالکتریک بهینه‌ای ارائه کند.
یک نانوژنراتور ترموالکتریک، همانند یک ژنراتور الکتریکی، می‌تواند برای خودتوان‌دهی بخشی از یک مدار الکتریکی، استفاده شود. به علاوه، آنها را می‌توان برای تولید توان و باتری‌های مکمل در اغلب سیستم‌های شار گرمایی شبیه اتومبیل، لیزرهای نیمه‌رسانا و شناساگرهای نوری، استفاده کرد.
آنها همچنین می‌توانند یک سیستم سرمایش کم‌هزینه و موثر برای حذف نقاط داغ ارائه کنند.
سینق باور دارد که نانوژنراتورهای ترموالکتریک را حتی می‌توان در علوم پزشکی برای توان دادن به کاشت‌ها در بدن انسان استفاده کرد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی IEEE Electron Device Letters منتشر کرده‌اند.