Termoeletricidade é produzida com um único material, sem heterojunções

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/04/2009

[Imagem: Huang et. al./ACS Nano]

Dispositivos termoelétricos podem ser usados tanto para transformar diretamente calor em eletricidade quanto para resfriar uma superfície usando eletricidade.

Heterojunções

Esses materiais são construídos na forma de estruturas de finas camadas alternadas de dois materiais semicondutores diferentes, formando o que se chama uma heterojunção.

As cargas elétricas que entram nessas múltiplas camadas de heterojunções viajam ao longo de um campo elétrico periódico que influencia seu movimento. Entretanto, é difícil criar uma modulação grande o suficiente para que ela seja eficaz nas heterojunções tradicionais.

Material termoelétrico sem heterojunções

Agora, a equipe do Dr. Erwin W. Mueller, da Universidade de Wisconsin, nos Estados Unidos, resolveu este problema criando uma estrutura de um único material, eliminando as heterojunções.

A estrutura é formada por uma película de silício de poucos nanômetros de espessura, formando uma nanomembrana. Quando essa nanomembrana é cortada em tiras, torna-se possível induzir uma deformação localizada no silício, criando uma espécie de "onda" que força o campo elétrico que a percorre a variar de forma periódica.

"Essencialmente nós estamos fazendo o equivalente a uma heterojunção com apenas um material," explica o Dr. Lagally. "Nós de fato estamos fazendo melhor com essas regiões tensionadas do que se pode fazer com os sistemas de múltiplos componentes quimicamente diversos."

Ao permitir uma maior modulação do campo elétrico torna-se possível melhorar o efeito termoelétrico do silício a temperatura ambiente e acima.

Teoricamente, a técnica poderá se aplicar a nanomembranas feitas com outros materiais semicondutores.

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