Физик Андрей Прокофьев и его коллеги из Венского технического института нашли, что некие термоэлектрики (вещества, модифицирующие теплоту в электричество) могут быть в два раза более действенными, если в их кристаллической решетке находятся оккупированные атомы редкоземельных металлов. Исследование размещено в журнальчике Nature Materials, коротко его содержание приводится в пресс-релизе института.

В качестве многообещающих термоэлектриков ученые рассматривали клатраты — вещества, способные захватывать чужеродные атомы и молекулы снутри полостей собственной кристаллической решетки. Клатраты владеют одним из принципиальных для термоэлектрика параметров — они плохо проводят тепло. Не так давно прирастить эффективность традиционного термоэлектрика, теллурида свинца, удалось за счет того, что ему была придана особенная микроструктура, которая понизила теплопроводимость вещества и при всем этом не повлияла на его сопротивление.

Термоэлектрики имеют принципиальное значение в технике, потому что их внедрение позволяет перевести теплопотери фактически всех устройств в электричество. Не считая того, термоэлектрики употребляются для производства электричества в автономных атомных батареях, установленных, к примеру, на марсоходе «Кьюриосити».

Для более действенной работы термоэлектрики должны владеть необыкновенными качествами: наибольшей электропроводностью при малой теплопроводимости. Электронные же характеристики этих веществ почти во всем зависят от того, какие атомы заключены в их полостях.Используя необыкновенную зеркальную печь, ученым удалось в первый раз изловить в полости, образованные барием, кремнием и золотом атомы церия, которые владеют сильными магнитными качествами. По словам создателей, при всем этом меж захваченными атомами и их окружением появились квантовые спиновые взаимодействия, подобные тем, что ранее были описаны для разъяснения эффекта Кондо. В получившемся веществе такие взаимодействия привели к тому, что термоэлектрическая эффективность клатрата возросла практически в два раза.