热电技术的进步可以点亮物联网
想象一下红绿灯和汽车相互通信以优化交通流量。这不是科幻小说，而是物联网 (IoT)，即物体可以感知周围环境并通过互联网做出响应。随着全球人口的增长和此类技术的不断发展，您可能想知道——什么将为明天的数字世界提供动力?
风能，太阳能，是的。不过，我们周围的某些东西可能不会立即浮现在脑海中——热量。现在，在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，包括大阪大学在内的多机构研究小组公布了清洁能源领域的一项突破：大大提高了热电转换。它的众多潜在应用之一是什么?没错，就是物联网。
由于缺乏合适的能源供应，物联网的大规模全球整合受到限制。实际上，物联网的能源供应必须是本地的、小规模的。热电转换的小型化可以通过将微电子产生的废热用作电力来源来帮助解决这一能源供应问题。然而，对于实际应用来说，目前的热电-能量转换效率还不够。提高这种效率是研究小组的研究目标。
“在我们的工作中，我们展示了一种使用砷化镓的具有多个子带的二维电子气 (2DEG) 系统。该系统不同于传统的热电转换方法，”该论文的主要作者和高级作者 Yuto Uematsu 和 Yoshiaki Nakamura 解释道。学习。“我们的系统有助于更好地从温度(热)到电能的转换，并提高电子在二维片中的迁移率。这很容易使半导体等日常设备受益。”
令人难以置信的是，与传统的 2DEG 系统相比，研究人员能够将热电转换的功率因数提高 4 倍。共振散射等其他技术对于热电转换的效率并不高。
该团队的研究结果可能为物联网的可持续电源开辟道路。由砷化镓制成的基板上的热电薄膜将适合物联网应用。例如，这些可以为远程位置的环境监测系统或用于医疗监测的可穿戴设备提供动力。
资深作者 Yoshiaki Nakamura 表示：“我们很兴奋，因为我们扩展了对清洁能源和可持续物联网发展至关重要的流程原则。” “更重要的是，我们的方法可以应用于任何基于元素的材料;实际应用影响深远。”
这项工作是在现代微电子学中最大化热电发电效用的重要一步，特别适合物联网。由于结果不仅限于砷化镓，因此系统的进一步改进是可能的，可持续发展和物联网可能会受益匪浅。
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