Precis som alkemisterna alltid drömde om att förvandla vanlig metall till guld, deras 1800-tals fysikers motsvarigheter drömde om att effektivt förvandla värme till elektricitet, ett fält som kallas termoelektrik. Sådana forskare hade länge vetat att i ledande material åtföljs energiflödet i form av värme av ett flöde av elektroner. Vad de inte visste då är att det krävs system i nanometrisk skala för att flödet av laddning och värme ska nå en effektivitetsnivå som inte kan uppnås med system i större skala. Nu, i en tidning publicerad i EPJ B , Barbara Szukiewicz och Karol Wysokiński från Marie Curie-Skłodowska University, i Lublin, Polen har visat vikten av termoelektriska effekter, som inte är lätt att modellera, i nanostrukturer.

Sedan 1990-talet, forskare har undersökt att utveckla effektiv energigenerering från nanostrukturer som kvantprickar. Deras fördel:de uppvisar en högre energiomvandlingseffektivitet, vilket leder till uppkomsten av termoelektrik i nanoskala. Författarna utvärderar den termoelektriska prestandan hos modeller gjorda av två kvantprickar - som är kopplade elektrostatiskt - kopplade till två elektroder som hålls vid en annan temperatur och en enda kvantprick med två nivåer. Först, de använder det teoretiska tillvägagångssättet baserat på approximationer för att beräkna det så kallade termoelektriska meritvärdet, förväntas vara hög för system med hög energiomvandlingseffektivitet. Sedan, de beräknade laddningen och värmeflödena som ett sätt att definiera systemets effektivitet.

De fann att resultaten av de direkta beräkningarna som gav systemets faktiska - i motsats till teoretiska - prestanda var mindre optimistiska. För de flesta parametrar med utmärkt prestanda, beräknade förutsägelser visade sig vara förvånansvärt dåliga. Dessa fynd avslöjar att effekter som inte är lätta att formalisera med hjälp av ekvationer är viktiga på nanoskala. Detta, i tur och ordning, efterlyser nya sätt att optimera strukturerna innan de kan användas för energiskörd i nanoskala.