随着信息技术的进步，芯片需要高效的热管理，以保证信息传输的稳定；同时，热管理技术必须无振动、易于微型化，以适应日益集成的芯片模块。
基于热电 (TE) 效应的珀耳帖制冷器 (PC) 已成为芯片级制冷领域最有前途的解决方案之一，近年来受到越来越多的关注。目前，碲化铋(Bi 2 Te 3 ) 合金仍然是可用于商用 PC 的唯一候选材料。
但层状结构的Bi 2 Te 3材料通过范德华力连接，力学性能较差，给微缩带来很大挑战，因此提高碲化铋合金的力学强度和热电性能是实现光子晶体微型化和集成化的关键。
为了应对这些挑战，清华大学李景峰教授团队在《国家科学评论》上发表了一篇研究论文，提出了一种针对 Bi 2 Te 3合金的新型微结构调制策略，以有效提高其机械性能和热电性能。这一进步最终使高性能 PC 的微加工成为可能。
开发了一种退火和热锻工艺，以促进致密化，同时实现位错强化。此外，通过加入 SiC 纳米颗粒来诱导弥散强化。这些改进的微观结构不仅可以改善机械性能，还可以调节载流子和声子的传输。
随后，通过成分调制策略优化 Te 含量，进一步提高了 TE 性能，同时保持了精密加工所需的优异机械强度。因此，成功利用这种“坚固”的 Bi 2 Te 3合金制备出尺寸极小的高效 PC。
值得注意的是，上述优化策略并不局限于Bi 2 Te 3合金，也适用于其他热电系统，这一突破为小空间固态冷却技术带来了巨大潜力，为制冷装置微型化提供了新机遇，进而推动相关产业发展。
发表于 2024-12-9 23:24:35
