在過去的幾年中，由于熱電發(fā)電機(jī)具有將廢熱轉(zhuǎn)換成電能的能力，因此已成為越來越多研究的焦點(diǎn)。量子點(diǎn)，具有獨(dú)特導(dǎo)電性能的半導(dǎo)體晶體，可能是熱電產(chǎn)生的良好候選者，因?yàn)樗鼈兊碾x散諧振能級(jí)提供了出色的能量濾波器。

在最近的一項(xiàng)研究中，劍橋大學(xué)的研究人員與馬德里，羅切斯特，杜伊斯堡和謝菲爾德的同事合作，通過實(shí)驗(yàn)證明了基于共振隧穿量子點(diǎn)的自主納米級(jí)能量收集器的潛力。該收割機(jī)是基于他們團(tuán)隊(duì)中的一部分進(jìn)行的先前研究，該團(tuán)隊(duì)曾提出一個(gè)基于兩個(gè)具有不同能級(jí)的共振隧道量子點(diǎn)的三端能量收割機(jī)。

能量收集器設(shè)備是由劍橋的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的一位名為Gulzat Jaliel的研究員實(shí)現(xiàn)的。但是，設(shè)備的原始理論建議是由安德魯·喬丹(Andrew Jordan)在2013年提出的，而收割機(jī)的理論工作則由他與著名的半導(dǎo)體物理學(xué)家MarkusBüttiker和日內(nèi)瓦的一組博士后研究人員合作完成。

“自從我的同事Rafa和Markus在庫侖阻塞點(diǎn)上發(fā)表論文以來，我就開始考慮介觀電路中的熱電學(xué)，”開發(fā)了該收割機(jī)理論的研究人員之一約旦告訴Phys.org。“在我于2010-2011年在日內(nèi)瓦休假期間，我們一直在思考和計(jì)算具有量子點(diǎn)接觸的混沌腔熱機(jī)，最后我與Björn和Rafa發(fā)表了另一篇論文。”

但是，Jordan和他的一些同事先前提出的設(shè)備預(yù)計(jì)功耗較低。因此，在2013年夏天，當(dāng)他回到日內(nèi)瓦進(jìn)行短暫訪問時(shí)，約旦開始進(jìn)一步探索共振隧穿與熱電之間的關(guān)系。他的直覺是，利用共振量子點(diǎn)的設(shè)備將具有更大的功率和更高的效率。

“我記得很周六在日內(nèi)瓦的旅館房間里坐著，玩弄了方程式，并意識(shí)到如果我們簡單地給模腔賦予其自身的溫度和化學(xué)勢，那么一切就變得非常簡單，我們得到了一個(gè)不錯(cuò)的結(jié)果在電子吸收能量的每個(gè)間隔中，都會(huì)傳輸單個(gè)電子電荷，并且電荷和能量的平衡很簡單，”喬丹說。“從原則上講，擴(kuò)大規(guī)模也很簡單。我將結(jié)果與Björn和Rafa以及Markus一起寫下來，剩下的就是歷史了。”