Termoelektrik soğutucular, bir nesnenin sıcaklığını çevre sıcaklığının altına düşürürken, çevredeki sıcaklık ne olursa olsun, nesne sıcaklığını dengede tutarlar. Peltier ısı transferi elemanlarının aktif bir soğutma sistemi olup, miliwatt’tan kilowatt’a kadar değişen bir yelpazedeki uygulamalar için kullanılabilir.
Yarı iletken üzerine yapılan mekanik işin etkisiyle iletken özelliği kazanabilen, normal şartlar altında yalıtkan olan maddelerdir.
Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.
Süperiletkenlik, süperiletken adı verilen maddelerin karakteristik bir kritik sıcaklığın (Tc) altında derecelere soğutulmasıyla ortaya çıkan, maddenin elektriksel direncinin sıfır olması ve manyetik değişim alanlarının ortadan kalkması şeklinde görülen bir fenomendir. 8 Nisan 1911 tarihinde Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından keşfedilmiştir. Ferromanyetizma ve atomik spektrumlar gibi, süperiletkenlik kuantum mekaniğine girer. Karakteristik özelliklerini Meissner efektinden alır; süperiletken, süperiletkenlik durumuna geçerken bütün manyetik alan çizgilerini içeriden dışarıya atar. Meissner efektinin görülmesi de süperiletkenliğin klasik fizik tarafından mükemmel iletkenlik olarak tasvir edilmesini olanaksız hale getirir.
Isı iletimi ya da kondüksiyon, madde veya cismin bir tarafından diğer tarafına ısının iletilmesi ile oluşan ısı transferinin bir çeşididir.
Genleşme, sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır.
Elektriksel iletkenlik iletken bir malzemeye uygulanan elektriksel alan etkisinde yük taşıyıcılarının uzak mesafeli hareketleri sonucu oluşur. Dört tür yük taşıyıcısı vardır.
- Elektronlar
- Yayınan katyon
- Yayınan anyon
- Elektron deliği
Elektriksel iletken, elektriği ileten maddelere verilen addır. Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılırlar. Gümüş, bakır ve altın iyi iletkenlerdir.
Mott geçişi yoğun madde fiziğinde metal-ametal geçişi için kullanılır. Elektrik alan perdelemesinden dolayı, metalik ortamdaki potansiyel enerji atomun denge pozisyonu çevresinde keskin tepeler oluşturur, elektronlar lokalize olur ve metal ortamdan akım geçmez.
Metal-yalıtkan geçişi, elektriksel yük iletkenliği iyi olan metallerden yük iletkenliği pasif hale getirilmiş yalıtkanlara geçişi ifade eder. Bu geçişler basınç veya yarı iletkenlerde aşılama gibi çeşitli parametrelerin değiştirilmesiyle sağlanabilir.
Termistör veya ısıl direnç, sıcaklık ile iletkenliği değişen bir tür dirençtir. Sıcaklık ile direnci değişen maddelere, term (ısıl), rezistör (direnç) kelimelerinin birleşimi olan termistör denir. Termistörler, sıcaklık sensörleri, kendiliğinden sıfırlamalı aşırı akım koruyucuları ve kendiliğinden ayarlamalı ısıtma elementlerinde kullanılır
Termoelektrik etki, ısının doğrudan elektrik enerjisine veya tam tersine dönüşümüdür. Bir termoelektrik cihazın her bir tarafında bir sıcaklık farklı olduğunda gerilim meydana gelir. Tam tersine, bir cihaza gerilim uygulandığında, sıcaklık farkı oluşur. Atomik boyutta uygulanan sıcaklık gradyanı, malzemedeki yüklerinin sıcak taraftan soğuk tarafa yayılmasına neden olur.
Otomotiv termoelektrik üreteci (OTÜ), içten yanmalı motordaki atık ısıyı Seebeck etkisini kullanarak elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Normal bir OTÜ, dört ana bileşenden oluşur: Sıcak taraflı ısı eşanjörü, soğuk taraflı ısı eşanjörü, termoelektrik malzeme, sıkıştırma sistemi. OTÜ'ler sıcak taraftaki ısı eşanjörüne bağlı olarak iki kategoriye ayrılabilir: Egzoz tabanlı ve soğutucu tabanlı. Egzoz tabanlı OTÜ'ler, atık ısıyı içten yanmalı motorun egzozlarından elektrik enerjisine dönüştürür. Alternatif olarak soğutucu tabanlı OTÜ'ler antifrizin atık ısısını elektrik üretmek için kullanır.
Fermi enerjisi, elektronların toplam kimyasal potansiyeli ya da elektrokimyasal potansiyeli olarak tanımlanır ve µ veya 
şeklinde gösterilir. Bir cismin Fermi seviyesi, bir termodinamik miktardır ve termodinamik iş, cisme bir elektron eklemeye ihtiyaç duyduğundan ötürü, Fermi seviyesi önemlidir. Fermi seviyesinin açık bir şekilde anlaşılması-elektronik özelliklerin belirlenmesinde Fermi seviyesinin elektronik bağ yapısı ile olan ilişkisi ve bir elektronik devrede Fermi seviyesinin voltaj ve yük akışı ile olan ilişkisi- katı hal fiziğinin anlaşılması için gereklidir.
Fizikte, Alan etkisi, elektriksel alanın uygulanması sonucu materyaldeki elektrik iletkenliğinin değişimidir. Bir metalde elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu yüksektir ve elektrik alan metalin içine çok kısa bir mesafede yayılabilir. Ancak bir yarı-iletken de elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu düşük olduğu için elektriksel alan metalin içinde uzun bir mesafeye yayılabilir. Bu yayılma yarı-iletkenin yüzeyine yakın olan kısımlarının iletkenliğini değiştirir ve buna Alan Etkisi denir. Alan etkisi, Schottky Diyotu ve Alan Etkisi Transistörünün, MOSFET, JFET ve MESFET’in, temelinde yatar.
Isıl kütle, Albert Einstein'ın kütle enerji denkliğinden bulunulan sıcaklık akımında termal enerji denkliği olarak tanımlanır. Isıl kütle teorisi, Zeng-Yuan Guo tarafından ileri sürülmüş kütle enerji çiftliğine ait sıcaklıkla ilgili konvensiyonel süreçte enerji gibi veya transfer sürecinde kütle özellikleri gösterir. Kütle sıcaklık, sıcaklık transferinde duruma ve kütle sıcaklığına neden olur. Kütle sıcaklığın oldukça küçük olduğu için çok nadir ölçülür ancak çok hızlı sıcaklık veya çok aşırı sıcaklık transferinde kendi değerini gösterebilir. Geleneksel olan Kalori teorisinden ayrılan kütle olmadan madde ısı olarak hareket eder. Isıl kütle teorisi kütle ile akışkan madde olarak hareket eder.
Bir elektriksel iletkenin elektriksel direnci iletkene doğru olan elektrik akımına karşıdır. Bu ters niceliğe elektriksel iletkenlik denir ve elektrik akımının geçmesi kolaylaşır. Elektriksel direnç sürtünmenin mekanik kavramları ile bazı kavramsal paralelleri paylaşır. Elektriksel direncin birimi ohm'dur. Elektriksel iletkenlik, Siemens' de ölçülmüştür. Bir nesnenin aynı kenar yüzeyi özdirenci ve uzunluğu ile doğru orantılı, kenar yüzey alanı ile ters orantılıdır .Süper iletkenler dışındaki bütün materyaller, sıfırın bir direnci olduğunu gösterirler. Bir nesnenin direnci V oranı, gerilim akıma karşı ve iletkenlik ters olarak tanımlanır.
Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.
Pasif soğutma doğrudan aktif bir bileşen içermeden sadece ısı transfer metodu ile sıcak yüzeyden ısıyı sistemin dışına iletmek ile görevli bileşenlerdir. Özellikle yarı silikon olarak bilinen transistörlerden oluşan işlemci ve entegrelerin yapıları gereği ısınmaları kaçınılmazdır. Bu ısınma sonucu çıkan ısı sistemin verimini düşüren ısının sistemden atılması gerekmektedir.
