Cercetătorii de la Universitatea Purdue au demonstrat capacitatea unui film subțire de a conduce căldura doar pe suprafețele sale, identificând o soluție potențială la supraîncălzirea dispozitivelor electronice, cum ar fi telefoanele și computerele.

subțire

„Când încercați să realizați un dispozitiv electronic, disiparea căldurii este întotdeauna o problemă”, au spus Xianfan Xu, James J. Purdue și Carol L. Shuttleworth, profesor de inginerie mecanică. „Așadar, încercăm să oferim o înțelegere a modului în care căldura poate fi disipată în aceste dispozitive viitoare”.

Acest material subțire este un izolator topologic, care susține fluxul de electroni pe suprafața sa, dar nu în interiorul său. Niciun studiu nu a testat încă dacă același lucru este valabil pentru căldură, până când nu a fost confirmat de cercetările publicate în ianuarie. 23 in ACS Nano. Cercetările anterioare au speculat că izolatorii topologici ar putea fi utili pentru dezvoltarea dispozitivelor spintronice, care codifică informații prin rotirile electronilor, spre deosebire de sarcina electrică din electronica de astăzi.

Cercetătorii au descoperit că cu cât filmul este mai subțire, cu atât conductivitatea termică este mai mare. De asemenea, au descoperit că raportul dintre conductivitatea termică și conductivitatea electrică la suprafața materialelor izolatoare topologice poate fi de peste 10 ori mai mare decât valoarea Sommerfeld, care este valoarea cunoscută pentru majoritatea metalelor și semiconductoarelor determinată de legea Weidemann-Franz. Prin conducerea căldurii doar pe suprafețele sale, mai degrabă decât pe întregul film, acest material ar putea împiedica încălzirea părților unui dispozitiv sau redirecționarea căldurii.

Acum, după ce am identificat această caracteristică a transferului de căldură în izolatorii topologici, următorul pas este să aflăm cum să le folosim pentru manipularea fluxului de căldură.

"Nu există multe modalități de a controla căldura. Nu este electricitate, unde o puteți porni și opri", a spus Xu. „Dar acum ar putea exista șansa de a face asta.”