Ученые из Университета Колорадо в Боулдере в 100 раз повысили выработку энергии из рассеянного тепла с помощью новых оптических антенн. Для того, чтобы вырабатывать электричество из рассеиваемого тепла, которое просто улетело бы в пространство, нужны выпрямляющие антенны, или ректенны.

Ученые создали ректенну, и, чтобы собирать как можно больше энергии, нужно использовать самый маленький по размеру элемент. Однако необходимо было решить проблему роста сопротивления по мере уменьшения элементов.

Исследователи рассказали об элементе, основанном на туннельном эффекте. Это означает нулевое сопротивление перехода электрона и резкое повышение уровня выработки. Получить такой эффект исследователи смогли после того, как между контактами перехода создали зазор между двух слоев диэлектрика — так называемую квантовую яму. Подбор зазора и толщины диэлектриков был такой, что электрон туннелировал с одного контакта на другой, как бы проходя сквозь стену.

Далее авторы протестировали массив из более чем 250 000 ректенн в форме бабочек, сделанных из никеля, оксида никеля, оксида алюминия, хрома и золота. Все они были размером около 11 нм в длину и 6 нм в ширину. В результате конструкция показала эффективность преобразования в 100–1000 раз больше, чем предыдущие оптические ректенны.