जैसे-जैसे लोगों में ऊर्जा खपत और पर्यावरण संरक्षण के प्रति जागरूकता बढ़ रही है, पारंपरिक रेफ्रिजरेशन तकनीकें धीरे-धीरे नई रेफ्रिजरेशन तकनीकों से बदल रही हैं। इनमें, अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग तकनीक ने अपनी दक्षता, कम ऊर्जा खपत और पर्यावरण के अनुकूल होने के कारण शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।

अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरणों का निर्माण विशेष सामग्रियों और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, सामान्यतः उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्रियों में सिलिकॉन, जर्मेनियम और इंडियम सेलेनाइड शामिल हैं। इनमें, सिलिकॉन और जर्मेनियम में अच्छा ताप प्रतिरोध होता है और इन्हें संसाधित और निर्मित करना आसान होता है, जिससे ये अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरणों के लिए आदर्श विकल्प बन जाते हैं।

सामग्री के चयन के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि सामग्री की विशेषताओं के आधार पर उपयुक्त सामग्री का चयन किया जाए। कठोरता, घनत्व, गलनांक, विद्युत चालकता, तापीय चालकता और तापीय विस्तार गुणांक जैसे सभी कारक विचार करने योग्य हैं। इसके साथ ही, सामग्री के चयन में दो प्रमुख बिंदुओं पर ध्यान देना आवश्यक है: पहला, क्या सामग्री में अच्छा थर्मोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन है; और दूसरा, क्या सामग्री को डोपिंग और संशोधन करना आसान है।

अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरणों का निर्माण प्रक्रिया मुख्य रूप से तीन पहलुओं में शामिल है: वेफर तैयारी, एचटिंग और इंटरफेस इंटरकनेक्शन। वेफर तैयारी के तरीके में एकल क्रिस्टल वृद्धि, पतली फिल्म तैयारी, आयन इम्प्लांटेशन और डोपिंग शामिल हैं। एकल क्रिस्टल वृद्धि उच्च तापमान पर होती है और इसे वेफर की दिशा को नियंत्रित करना आवश्यक होता है ताकि क्रिस्टल की आकृति, दिशा और आकार को सुनिश्चित किया जा सके। पतली फिल्म तैयारी में पतली फिल्म सामग्रियों को मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और स्प्रे डिपोजिशन जैसी विधियों से तैयार किया जाता है। इस विधि का लाभ यह है कि यह विभिन्न सामग्रियों पर लागू होती है और उत्पादन उपकरण की आवश्यकताएँ कम होती हैं। आयन इम्प्लांटेशन का मतलब है कि मूल वेफर या पतली फिल्म सामग्री से मुक्त किए गए आयनों को किसी अन्य सामग्री में इंजेक्ट करना, ताकि उसकी विशेषताओं को बदला जा सके, जबकि डोपिंग विधि में निर्माण प्रक्रिया के दौरान अशुद्धता तत्वों को जोड़ना होता है, ताकि उसकी विद्युत विशेषताओं को समायोजित किया जा सके।

एचटिंग का अर्थ है रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अवांछित भागों को हटाने की प्रक्रिया, ताकि अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरणों का आधार तैयार किया जा सके। सामान्यतः उपयोग की जाने वाली एचटिंग विधियों में भौतिक एचटिंग और रासायनिक एचटिंग शामिल हैं। भौतिक एचटिंग उच्च गति वाले कणों का उपयोग करके लक्षित वस्तु पर प्रभाव डालता है, जिससे भौतिक या रासायनिक परिवर्तन होते हैं, जबकि रासायनिक एचटिंग सामग्री को क्षीण करने के लिए रासायनिक पदार्थों का उपयोग करती है।

इंटरफेस इंटरकनेक्शन का अर्थ है अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरण को अन्य सर्किट या उपकरणों से जोड़ना। सामान्य विधियों में वेल्डिंग और बंधन शामिल हैं। वेल्डिंग में भराव सामग्री और चिप को गर्म करना शामिल होता है जब तक कि भराव पिघल न जाए और ठोस न हो जाए, जिससे धातु का जोड़ बनता है, जबकि बंधन में वेफर या उपकरण को आधार पर दबाना शामिल होता है, ताकि उनके सामग्रियों के बीच अच्छा संपर्क सुनिश्चित किया जा सके, जिससे चार्ज या गर्मी का संचरण किया जा सके।

कुल मिलाकर, अर्धचालक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग उपकरणों के लिए सामग्रियों और निर्माण प्रक्रियाओं का चयन कूलिंग प्लेट के प्रदर्शन और दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। वैज्ञानिक रूप से सटीक निर्माण प्रक्रिया का कार्यान्वयन कूलिंग सिस्टम के प्रदर्शन में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।