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Thermoelektrika: Neues Material steigert Effizienz

30.01.2012
Computerprozessoren bestehen aus immer kleineren Komponenten und gleichzeitig steigen ihre Taktraten. Das produziert zunehmend Wärme.

Um die Funktion der Prozessoren zu gewährleisten, muss diese zuverlässig abgeführt werden. Thermoelektrische Materialien könnten dies leisten: Sie wandeln Wärme in Strom um - bisher aber nicht effizient genug.

Die Forscher Dr. Theodoulos Costi, Prof. Veljko Zlatic und Dr. Sabine Andergassen zeigten nun, wie sich die thermoelektrischen Eigenschaften von sogenannten Quantenpunkten enorm verbessern lassen.

Quantenpunkte sind kleine Bereiche aus halbleitendem Material, die in einen anderen Halbleiter eingebettet sind. Sie lassen sich leicht in elektronische Bauteile einfügen und sind in ihrer Größe variabel. Das macht sie für Anwendungen in der Informationstechnologie interessant.

Wegen ihrer geringen Größe treten in ihnen quantenmechanische Effekte auf, die neuartige Materialeigenschaften verursachen. Einer dieser Effekte bewirkt die bessere Effizienz der Quantenpunkte: der sogenannte "Ladungs-Kondo-Effekt".

Bisher war seine Existenz nur theoretisch vorhergesagt.

Die Jülicher Physiker schlagen nun ein Material vor, in dem sich das quantenmechanische Phänomen auch praktisch realisieren lässt, das Halbleitermaterial Bleitellurid, versetzt mit mindestens 0,3 Prozent Thallium.

Nachzulesen sind die Ergebnisse in zwei aktuellen Artikeln in den wissenschaftlichen Fachzeitschriften "Physical Review Letters" und "Physical Review B - Rapid Communications".

Originalveröffentlichungen:
T. A. Costi and V. Zlatic, Phys. Rev. Lett. 108, 036402 (2012),
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.036402 1
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v108/i3/e036402
S. Andergassen, T. A. Costi, V. Zlatic, Phys. Rev. B 84, 241107 (2011), DOI:
10.1103/PhysRevB.84.241107
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.84.241107
Vereinfachte Zusammenfassung (Englisch):
http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-2/EN/Aktuelles/Infos/_node.html;jsessionid=
46A7A21EC2BDDAF133D20D6502FF1B88
Informationen zum Peter Grünberg Institut - Theoretische Nanoelektronik:
http://hussle.harvard.edu/~atrap/

Erhard Zeiss | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

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