Proprio come gli alchimisti hanno sempre sognato di trasformare il metallo comune in oro, le loro controparti fisiche del 19° secolo sognavano di trasformare in modo efficiente il calore in elettricità, un campo chiamato termoelettrico. Tali scienziati sapevano da tempo che nella conduzione dei materiali il flusso di energia sotto forma di calore è accompagnato da un flusso di elettroni. Quello che all'epoca non sapevano è che occorrono sistemi su scala nanometrica affinché il flusso di carica e calore raggiunga un livello di efficienza che non può essere raggiunto con sistemi su scala più ampia. Ora, in un articolo pubblicato su EPJ SI , Barbara Szukiewicz e Karol Wysokiński dell'Università Marie Curie-Skłodowska, a Lublino, La Polonia ha dimostrato l'importanza degli effetti termoelettrici, che non sono facilmente modellabili, nelle nanostrutture.
Dagli anni '90, gli scienziati hanno studiato lo sviluppo di una generazione di energia efficiente da nanostrutture come i punti quantici. Il loro vantaggio:mostrano una maggiore efficienza di conversione dell'energia che porta alla nascita di termoelettrici su scala nanometrica. Gli autori valutano le prestazioni termoelettriche di modelli costituiti da due punti quantici - che sono accoppiati elettrostaticamente - collegati a due elettrodi mantenuti a una temperatura diversa e un singolo punto quantico a due livelli. Primo, utilizzano l'approccio teorico basato su approssimazioni per calcolare la cosiddetta figura di merito termoelettrica, dovrebbe essere elevato per i sistemi con un'elevata efficienza di conversione dell'energia. Quindi, hanno calcolato la carica ei flussi di calore come mezzo per definire l'efficienza del sistema.
Hanno scoperto che i risultati dei calcoli diretti che forniscono le prestazioni effettive, rispetto a quelle teoriche, del sistema erano meno ottimistiche. Per la maggior parte dei parametri con prestazioni eccellenti, le previsioni calcolate si sono rivelate sorprendentemente scarse. Questi risultati rivelano che gli effetti che non sono facilmente formalizzati utilizzando le equazioni sono importanti su scala nanometrica. Questo, a sua volta, chiede nuovi modi per ottimizzare le strutture prima che possano essere utilizzate per la raccolta di energia su scala nanometrica.
