Net zoals alchemisten er altijd van gedroomd hebben om gewoon metaal in goud te veranderen, hun 19e-eeuwse natuurkundige tegenhangers droomden ervan om warmte efficiënt om te zetten in elektriciteit, een veld genaamd thermo-elektriciteit. Dergelijke wetenschappers wisten al lang dat in geleidende materialen de stroom van energie in de vorm van warmte gepaard gaat met een stroom van elektronen. Wat ze toen niet wisten, is dat er systemen op nanometerschaal nodig zijn om de stroom van lading en warmte te laten stromen om een ​​efficiëntieniveau te bereiken dat niet kan worden bereikt met systemen op grotere schaal. Nutsvoorzieningen, in een paper gepubliceerd in EPJ B , Barbara Szukiewicz en Karol Wysokiński van de Marie Curie-Skłodowska Universiteit, in Lublin, Polen heeft het belang van thermo-elektrische effecten aangetoond, die niet gemakkelijk te modelleren zijn, in nanostructuren.

Sinds de jaren 1990, wetenschappers hebben gekeken naar het ontwikkelen van efficiënte energieopwekking uit nanostructuren zoals kwantumstippen. Hun voordeel:ze vertonen een grotere energieconversie-efficiëntie, wat leidt tot de opkomst van thermo-elektrische materialen op nanoschaal. De auteurs evalueren de thermo-elektrische prestaties van modellen gemaakt van twee kwantumdots - die elektrostatisch zijn gekoppeld - verbonden met twee elektroden die op een verschillende temperatuur worden gehouden en een enkele kwantumdot met twee niveaus. Eerst, ze gebruiken de theoretische benadering op basis van benaderingen om het zogenaamde thermo-elektrische cijfer van verdienste te berekenen, verwacht hoog te zijn voor systemen met een hoge energieomzettingsefficiëntie. Vervolgens, ze berekenden de ladings- en warmtefluxen als een middel om de efficiëntie van het systeem te bepalen.

Ze ontdekten dat de resultaten van de directe berekeningen die de werkelijke - in tegenstelling tot de theoretische - prestatie van het systeem gaven, minder optimistisch waren. Voor de meeste parameters met een uitstekende prestatie, berekende voorspellingen bleken verrassend slecht. Deze bevindingen laten zien dat effecten die niet gemakkelijk geformaliseerd kunnen worden met behulp van vergelijkingen belangrijk zijn op nanoschaal. Dit, beurtelings, roept op tot nieuwe manieren om de structuren te optimaliseren voordat ze kunnen worden gebruikt voor het oogsten van energie op nanoschaal.