សមិទ្ធផលអភិវឌ្ឍន៍ចុងក្រោយបំផុតនៃម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ

សមិទ្ធផលអភិវឌ្ឍន៍ចុងក្រោយបំផុតនៃម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ

I. ការស្រាវជ្រាវដ៏លេចធ្លោលើសម្ភារៈ និងដែនកំណត់នៃការអនុវត្ត

១. ការធ្វើឱ្យស៊ីជម្រៅនៃគោលគំនិតនៃ "កញ្ចក់ហ្វូណុន - គ្រីស្តាល់អេឡិចត្រូនិច"៖ •

សមិទ្ធផលចុងក្រោយបំផុត៖ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានពន្លឿនដំណើរការត្រួតពិនិត្យសម្រាប់សម្ភារៈដែលមានសក្តានុពលដែលមានចរន្តកំដៅឡាទីសទាបបំផុត និងមេគុណ Seebeck ខ្ពស់តាមរយៈការគណនាអត្រាខ្ពស់ និងការរៀនម៉ាស៊ីន។ ឧទាហរណ៍ ពួកគេបានរកឃើញសមាសធាតុដំណាក់កាល Zintl (ដូចជា YbCd2Sb2) ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ស្មុគស្មាញ និងសមាសធាតុរាងទ្រុង ដែលតម្លៃ ZT របស់ពួកវាលើសពីតម្លៃ Bi2Te3 ប្រពៃណីក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់។ •

យុទ្ធសាស្ត្រ “វិស្វកម្មអង់ត្រូពី”៖ ការណែនាំអំពីភាពមិនប្រក្រតីនៃសមាសធាតុនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រអង់ត្រូពីខ្ពស់ ឬដំណោះស្រាយរឹងច្រើនសមាសធាតុ ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយហ្វូណុងយ៉ាងខ្លាំង ដើម្បីកាត់បន្ថយចរន្តកំដៅយ៉ាងច្រើនដោយមិនធ្វើឱ្យខូចលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ បានក្លាយជាវិធីសាស្រ្តថ្មីដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់បង្កើនតួលេខកម្ដៅអគ្គិសនីនៃគុណសម្បត្តិ។

២. ការរីកចម្រើន​ផ្នែក​ព្រំដែន​ក្នុង​រចនាសម្ព័ន្ធ​វិមាត្រ​ទាប និង​រចនាសម្ព័ន្ធ​ណាណូ៖

សម្ភារៈ​ទែរម៉ូអេឡិចត្រិច​ពីរវិមាត្រ៖ ការសិក្សាលើស្រទាប់តែមួយ/ស្រទាប់តែមួយ SnSe, MoS₂ ជាដើម បានបង្ហាញថា ឥទ្ធិពល​នៃការ​បង្ខាំង​កង់ទិច និងស្ថានភាពផ្ទៃរបស់វាអាចនាំឱ្យមានកត្តាថាមពលខ្ពស់ខ្លាំង និងចរន្តកំដៅទាបខ្លាំង ដែលផ្តល់នូវលទ្ធភាពសម្រាប់ការផលិតមីក្រូ-TEC ស្តើងបំផុត និងអាចបត់បែនបាន។ ម៉ូឌុលត្រជាក់មីក្រូទែរម៉ូអេឡិចត្រិច ម៉ាស៊ីនត្រជាក់មីក្រូ peltier (ធាតុមីក្រូ peltier)។

វិស្វកម្មចំណុចប្រទាក់មាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ៖ ការគ្រប់គ្រងមីក្រូស្ត្រូក្រាមយ៉ាងច្បាស់លាស់ដូចជាព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ការផ្លាស់ទីលំនៅ និងទឹកភ្លៀងដំណាក់កាលណាណូ ក្នុងនាមជា "តម្រងហ្វូណុង" ដែលរាយប៉ាយសារធាតុផ្ទុកកម្ដៅ (ហ្វូណុង) ដោយជ្រើសរើស ខណៈពេលដែលអនុញ្ញាតឱ្យអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់បានយ៉ាងរលូន ដោយហេតុនេះបំបែកទំនាក់ទំនងភ្ជាប់ប្រពៃណីនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូអេឡិចត្រិច (ចរន្តអគ្គិសនី មេគុណស៊ីប៊ែក ចរន្តកម្ដៅ)។

II. ការរុករកយន្តការ និងឧបករណ៍ទូរទឹកកកថ្មីៗ

១. ត្រជាក់​ដោយ​ប្រើ​ទែរម៉ូអេឡិចត្រិច​លើ​ម៉ាស៊ីន៖

នេះគឺជាទិសដៅថ្មីបដិវត្តន៍មួយ។ ដោយប្រើប្រាស់ការធ្វើចំណាកស្រុក និងការបំលែងដំណាក់កាល (ដូចជាអេឡិចត្រូលីស និងការរឹង) នៃអ៊ីយ៉ុង (ជាជាងអេឡិចត្រុង/រន្ធ) នៅក្រោមដែនអគ្គិសនី ដើម្បីសម្រេចបាននូវការស្រូបយកកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតបង្ហាញថា ជែលអ៊ីយ៉ុង ឬអេឡិចត្រូលីតរាវមួយចំនួនអាចបង្កើតភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពធំជាង TEC ប្រពៃណី ម៉ូឌុល peltier ម៉ូឌុល TEC ឧបករណ៍ត្រជាក់ Thermoelectric នៅវ៉ុលទាប ដែលបើកផ្លូវថ្មីទាំងស្រុងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាត្រជាក់ជំនាន់ក្រោយដែលអាចបត់បែនបាន ស្ងាត់ និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

2. ការប៉ុនប៉ងបង្រួមទំហំទូរទឹកកកដោយប្រើកាតអគ្គិសនី និងកាតសម្ពាធ៖ •

ទោះបីជាមិនមែនជាទម្រង់នៃឥទ្ធិពលកម្ដៅអគ្គិសនីក៏ដោយ ក្នុងនាមជាបច្ចេកវិទ្យាប្រកួតប្រជែងសម្រាប់ការត្រជាក់សភាពរឹង សម្ភារៈ (ដូចជាប៉ូលីមែរ និងសេរ៉ាមិច) អាចបង្ហាញពីការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្រោមដែនអគ្គិសនី ឬភាពតានតឹង។ ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតកំពុងព្យាយាមបង្រួម និងរៀបចំសម្ភារៈអេឡិចត្រូកាឡូរី/សម្ពាធកាឡូរី ព្រមទាំងធ្វើការប្រៀបធៀប និងការប្រកួតប្រជែងដោយផ្អែកលើគោលការណ៍ជាមួយ TEC ម៉ូឌុល peltier ម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅអគ្គិសនី ឧបករណ៍ Peltier ដើម្បីស្វែងយល់ពីដំណោះស្រាយមីក្រូត្រជាក់ថាមពលទាបបំផុត។

III. ព្រំដែននៃការធ្វើសមាហរណកម្មប្រព័ន្ធ និងការច្នៃប្រឌិតកម្មវិធី

១. ការរួមបញ្ចូលនៅលើបន្ទះឈីបសម្រាប់ការរលាយកំដៅ "កម្រិតបន្ទះឈីប"៖

ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតផ្តោតលើការរួមបញ្ចូល micro TECម៉ូឌុលកម្ដៅមីក្រូអេឡិចត្រិច， (ម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ) ធាតុ peltier និងបន្ទះឈីបដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនជាដុំៗ (នៅក្នុងបន្ទះឈីបតែមួយ)។ ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា MEMS (ប្រព័ន្ធមីក្រូអេឡិចត្រូមេកានិច) អារេជួរឈរកម្ដៅអគ្គិសនីខ្នាតតូចត្រូវបានផលិតដោយផ្ទាល់នៅផ្នែកខាងក្រោយនៃបន្ទះឈីប ដើម្បីផ្តល់នូវការត្រជាក់សកម្ម "ចំណុចទៅចំណុច" ពេលវេលាជាក់ស្តែងសម្រាប់ចំណុចក្តៅក្នុងស្រុកនៃ CPU/GPU ដែលត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងទម្លុះឧបសគ្គកម្ដៅក្រោមស្ថាបត្យកម្ម Von Neumann។ នេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជាដំណោះស្រាយចុងក្រោយមួយចំពោះបញ្ហា "ជញ្ជាំងកម្ដៅ" នៃបន្ទះឈីបថាមពលកុំព្យូទ័រនាពេលអនាគត។

2. ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅដោយខ្លួនឯងសម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដែលអាចពាក់បាន និងអាចបត់បែនបាន៖

ការរួមបញ្ចូលគ្នានូវមុខងារពីរនៃការបង្កើតថាមពលកម្ដៅ និងត្រជាក់។ សមិទ្ធផលចុងក្រោយបង្អស់រួមមានការអភិវឌ្ឍសរសៃកម្ដៅដែលអាចលាតសន្ធឹងបាន និងមានកម្លាំងខ្ពស់ដែលអាចបត់បែនបាន។ ទាំងនេះមិនត្រឹមតែអាចបង្កើតអគ្គិសនីសម្រាប់ឧបករណ៍ពាក់បានដោយប្រើប្រាស់ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពប៉ុណ្ណោះទេ។， ប៉ុន្តែក៏សម្រេចបាននូវភាពត្រជាក់ក្នុងស្រុក (ដូចជាការត្រជាក់ឯកសណ្ឋានការងារពិសេស) តាមរយៈចរន្តបញ្ច្រាស, សម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងថាមពល និងកម្ដៅរួមបញ្ចូលគ្នា។

៣. ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដ៏ច្បាស់លាស់ក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកង់ទិច និងជីវញ្ញាណ៖

នៅក្នុងវិស័យទំនើបៗដូចជាប៊ីតកង់ទិច និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានភាពរសើបខ្ពស់ ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដ៏ច្បាស់លាស់បំផុតនៅកម្រិត mK (millikelvin) គឺមានសារៈសំខាន់។ ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតផ្តោតលើប្រព័ន្ធ TEC ពហុដំណាក់កាល ម៉ូឌុល peltier ពហុដំណាក់កាល (ម៉ូឌុលត្រជាក់ទែម៉ូអេឡិចត្រិច) ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់បំផុត (±0.001°C) និងស្វែងយល់ពីការប្រើប្រាស់ម៉ូឌុល TEC ឧបករណ៍ peltier ឧបករណ៍ត្រជាក់ peltier សម្រាប់ការលុបចោលសំឡេងរំខានសកម្ម ដែលមានគោលបំណងបង្កើតបរិយាកាសកម្ដៅដែលមានស្ថេរភាពបំផុតសម្រាប់វេទិកាកុំព្យូទ័រកង់ទិច និងឧបករណ៍រកឃើញម៉ូលេគុលតែមួយ។

IV. នវានុវត្តន៍ក្នុងបច្ចេកវិទ្យាក្លែងធ្វើ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព

ការរចនាដែលជំរុញដោយបញ្ញាសិប្បនិម្មិត៖ ការប្រើប្រាស់បញ្ញាសិប្បនិម្មិត (ដូចជាបណ្តាញប្រឆាំងបង្កើតថ្មី ការរៀនពង្រឹង) សម្រាប់ការរចនាបញ្ច្រាស "សម្ភារៈ-រចនាសម្ព័ន្ធ-ដំណើរការ" ដោយព្យាករណ៍ពីសមាសធាតុសម្ភារៈពហុស្រទាប់ ដែលបែងចែកជាផ្នែកៗ និងធរណីមាត្រឧបករណ៍ដ៏ល្អប្រសើរ ដើម្បីសម្រេចបានមេគុណត្រជាក់អតិបរមាក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពធំទូលាយ ដែលកាត់បន្ថយវដ្តស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងច្រើន។

សេចក្តីសង្ខេប៖

សមិទ្ធផលស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតនៃធាតុ peltier ម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ (ម៉ូឌុល TEC) កំពុងផ្លាស់ប្តូរពី "ការកែលម្អ" ទៅជា "ការបំប្លែង"។ លក្ខណៈពិសេសសំខាន់ៗមានដូចខាងក្រោម៖ •

កម្រិតសម្ភារៈ៖ ចាប់ពីការដូបសារធាតុច្រើនរហូតដល់ចំណុចប្រទាក់កម្រិតអាតូម និងការគ្រប់គ្រងវិស្វកម្មអង់ត្រូពី។ •

នៅកម្រិតមូលដ្ឋាន៖ ពីការពឹងផ្អែកលើអេឡិចត្រុង រហូតដល់ការរុករកសារធាតុផ្ទុកបន្ទុកថ្មីដូចជាអ៊ីយ៉ុង និងប៉ូឡារ៉ុង។

កម្រិតនៃការរួមបញ្ចូល៖ ពីសមាសធាតុដាច់ដោយឡែកពីគ្នា រហូតដល់ការរួមបញ្ចូលយ៉ាងស៊ីជម្រៅជាមួយបន្ទះឈីប ក្រណាត់ និងឧបករណ៍ជីវសាស្រ្ត។

កម្រិតគោលដៅ៖ ការផ្លាស់ប្តូរពីភាពត្រជាក់កម្រិតម៉ាក្រូ ទៅជាការដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមនៃការគ្រប់គ្រងកម្ដៅនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើបៗ ដូចជាការគណនាកង់ទិច និងអុបតូអេឡិចត្រូនិចរួមបញ្ចូលគ្នា។

ការរីកចម្រើនទាំងនេះបង្ហាញថា បច្ចេកវិទ្យាត្រជាក់ដោយកម្ដៅអគ្គិសនីនាពេលអនាគតនឹងកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព បង្រួមទំហំ ឆ្លាតវៃ និងរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងស៊ីជម្រៅទៅក្នុងស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យាព័ត៌មាន ជីវបច្ចេកវិទ្យា និងប្រព័ន្ធថាមពលជំនាន់ក្រោយ។