纳米尺度结中热电冷却的效应

我们提出了一种基于原子尺度结的热电冷却器件。利用第一性原理方法，我们研究了原子尺度电子制冷机的工作条件和性能系数（COP），其中包含了声子热流和局部加热的影响。观察到热电纳米制冷机的工作被限制在一个狭窄的驱动电压范围内。与具有压倒性不可逆焦耳热的块体热电系统相比，4-Al原子制冷机具有比具有相同$ZT$的块体热电制冷机更高的效率，这是由于通过准弹道电子传输和小驱动电压抑制了局部加热。由原子级特性控制带来的尺寸最小化所产生的量子特性，使得电子冷却超越了传统热电器件理论的预期。