Tout comme les alchimistes ont toujours rêvé de transformer le métal commun en or, leurs homologues physiciens du XIXe siècle rêvaient de transformer efficacement la chaleur en électricité, un domaine appelé thermoélectrique. Ces scientifiques savaient depuis longtemps que dans les matériaux conducteurs, le flux d'énergie sous forme de chaleur s'accompagne d'un flux d'électrons. Ce qu'ils ne savaient pas à l'époque, c'est qu'il faut des systèmes à l'échelle nanométrique pour que le flux de charge et de chaleur atteigne un niveau d'efficacité qui ne peut être atteint avec des systèmes à plus grande échelle. Maintenant, dans un article publié dans EPJ B , Barbara Szukiewicz et Karol Wysokiński de l'Université Marie Curie-Skłodowska, à Lublin, La Pologne a démontré l'importance des effets thermoélectriques, qui ne sont pas facilement modélisables, dans les nanostructures.

Depuis les années 1990, les scientifiques se sont penchés sur le développement d'une production d'énergie efficace à partir de nanostructures telles que les points quantiques. Leur avantage :ils affichent une plus grande efficacité de conversion d'énergie conduisant à l'émergence de thermoélectriques à l'échelle nanométrique. Les auteurs évaluent les performances thermoélectriques de modèles constitués de deux boîtes quantiques - qui sont couplées électrostatiquement - connectées à deux électrodes maintenues à une température différente et à une seule boîte quantique à deux niveaux. D'abord, ils utilisent l'approche théorique basée sur des approximations pour calculer la figure de mérite dite thermoélectrique, devrait être élevé pour les systèmes à haute efficacité de conversion d'énergie. Puis, ils ont calculé la charge et les flux de chaleur comme moyen de définir l'efficacité du système.

Ils ont constaté que les résultats des calculs directs donnant les performances réelles - par opposition aux performances théoriques - du système étaient moins optimistes. Pour la plupart des paramètres avec une excellente performance, les prédictions calculées se sont avérées étonnamment médiocres. Ces résultats révèlent que les effets qui ne sont pas facilement formalisés à l'aide d'équations sont importants à l'échelle nanométrique. Cette, à son tour, appelle à de nouvelles façons d'optimiser les structures avant qu'elles ne puissent être utilisées pour la récolte d'énergie à l'échelle nanométrique.