Субмикронное графеновое устройство дало поперечный коэффициент Зеебека 27,9 мкВ/К при комнатной температуре

Группа из Шаньдунского университета, Южного университета науки и технологий (Шэньчжэнь) и Манчестерского университета, а также коллеги из Университета Цзинани и Университета Кашгара сообщили о субмикронном графеновом устройстве с поперечным термоэлектрическим откликом при комнатной температуре и нулевом магнитном поле. Статья опубликована в Nature Communications 3 ноября 2026 года doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Авторы называют этот эффект баллистическим поперечным термоэлектрическим эффектом (BTTE) doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Неоднородный тепловой поток как проблема

По данным статьи, управление теплом в высокоинтегрированных чипах и носимых устройствах ограничено неоднородным распределением теплового потока. Оно затрудняет и точное измерение, и эффективное возвращение энергии на наномасштабе doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. В поперечном термоэлектрическом эффекте (TTE) градиент температуры и возникающее термоэлектрическое напряжение разнесены в пространстве. Авторы описывают такую геометрию как совместимую с измерением тепла и его сбором на чипе doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Авторы отмечают, что прежние реализации TTE требовали сильных внешних магнитных полей или температур ниже температуры жидкого азота doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Графеновое устройство из статьи работает без этих условий: при комнатной температуре и без приложенного магнитного поля doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Механизм и измеренные значения

Эффект авторы связывают с асимметричным рассеянием баллистических носителей заряда в субмикронной структуре doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Поперечный коэффициент Зеебека устройства достигает 27,9 мкВ·К⁻¹ doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Поперечный термоэлектрический коэффициент мощности составляет около 35,8 мкВт·см⁻¹·К⁻² doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Поперечное напряжение сохраняет полярность при смене направления градиента температуры doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. По словам авторов, это позволяет измерять тепловые потоки на наномасштабе и собирать энергию при пространственно неоднородных тепловых условиях doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Работа представляет собой демонстрацию на уровне устройства из графена. Интеграция эффекта в чипы или носимые изделия в статье не описана. Для переписки указаны Zihao Zhang, Tao He, Yuxiang Li, Aimin Song и Jiawei Zhang. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, статья доступна в открытом доступе.