Thermoelektrika: Ladungs-Kondo-Effekt verbessert Effizienz
Neue Erkenntnisse Jülicher Physiker könnten helfen, effizientere thermoelektrische Materialien im Nano-Maßstab zu entwickeln.
Computerprozessoren bestehen aus immer kleineren Komponenten; gleichzeitig steigen ihre Taktraten. Dadurch produzieren sie zunehmend mehr Wärme, die jedoch zuverlässig abgeführt werden muss, um ihre Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Thermoelektrische Materialien, die unter Stromverbrauch ein Wärmegefälle erzeugen, könnten dies leisten, wenn es gelingt, ihre Effizienz zu steigern.
Physiker des Peter-Grünberg-Instituts (PGI) des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen wiesen nach, dass das physikalische Phänomen des „Ladungs-Kondo-Effekts“ die thermoelektrischen Eigenschaften von Quantenpunkten enorm verbessert. Quantenpunkte lassen sich leicht in Halbleiterdiodenstrukturen für einen elektrischen Betrieb einbetten und sind skalierbar. Dies macht sie für Anwendungen in der Informationstechnologie interessant.
Die Forscher schlagen zudem ein Material vor, in dem sich der bisher nur theoretisch vorhergesagte Ladungs-Kondo-Effekt erstmals realisieren lässt: das Halbleitermaterial Bleitellurid, dotiert mit Thallium – PbTe(Tl). Sie fanden heraus, dass Dotierungen von mindestens 0,3 Prozent entartete Energieniveaus zur Folge haben. Elektronenpaare können dann fluktuieren und erzeugen den erwünschten Effekt, der analog zum bekannteren Spin-Kondo-Effekt funktioniert, bei dem magnetische Spins umkippen.
PGI /OD
