热电冷却是一种固态制冷工艺，其中导电材料中的热量使用材料自身的传导电子传递，而不需要常规制冷中使用的气态冷却剂，例如氯氟烃。基于热电技术的冷却器可以在不改变其热电转换效率的情况下按比例缩小尺寸，这是微型电子设备的局部冷却的主要优点。该效果已经用于诸如红外传感器和激光二极管的装置中的温度控制，并且还已经用于为诸如超导传感器的低温电子装置提供低温制冷。

然而，在温度低于250 K(约-23°C)的实际冷却应用中缺乏具有合适热电效率的材料已经促使名古屋大学的研究人员研究新化合物在真正低温应用中的有效性。

“我们研究了由钽，硅和碲化合物组成的晶须状晶体的热电性能，”相应的作者，名古屋大学应用物理系的冈本义彦说。“这些晶体在很宽的温度范围内产生非常高的热电功率，从50 K(约-223°C)的低温水平到室温，但仍保持实际冷却应用所需的低电阻率。 “ 为实验而生长的样品包括纯Ta 4 SiTe 4和其他化学掺杂有低含量钼和锑的晶体。

测量样品的各种材料性质，包括热电功率，电阻率和导热率，以比较两种掺杂剂对其热电特性的影响。“我们在130 K的最佳温度下测量了非常高的热电功率因数，”Okamoto补充道。“然而，通过改变化学掺杂，可以在很宽的范围内控制这个最佳温度，并表明这些晶体适合于实际的低温使用。”

添加少至0.1%的钼掺杂导致碲化物型晶体的电阻率在低温下显着降低，同时它们还表现出与材料的强一维电子结构密切相关的高热电功率。室温下晶体的功率因数大大超过了常用于热电应用的常规Bi 2 Te 3基合金的相应值，因此这些晶体代表了开发高性能热电冷却的非常有前途的途径。极低温度下的溶液。