(Phys.org) —Lorsque deux feuilles de graphène sont empilées d'une manière spéciale, il est possible de refroidir le graphène avec un laser au lieu de le chauffer, Des chercheurs de l'Université de Manchester l'ont montré.

Dans un article publié dans Lettres nano , une équipe multinationale de scientifiques comprenant le Dr Aravind Vijayaraghavan de Manchester, Le professeur Ado Jorio de Belo Horizonte au Brésil et le professeur Lukas Novotny de Zurich ont montré comment la lumière laser interagit avec un type spécial de graphène pour le refroidir. Cela permettrait de rendre les appareils électroniques en graphène plus froids et plus rapides simplement en projetant un laser dessus.

Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé deux feuilles de graphène empilées, mais avec une feuille tournée de 11,3° par rapport à l'autre. Les lasers sont couramment utilisés pour rendre les choses plus chaudes, pour les brûler ou même pour faire fondre du métal. Mais ce que l'on appelle le « graphène bicouche torsadé » a des propriétés tout à fait uniques. À des combinaisons spéciales d'angle de torsion et d'énergie laser, c'est exactement le contraire qui se produit.

Dr Vijayaraghavan, qui dirige le groupe Matériaux nanofonctionnels, explique « Dans n'importe quel matériau, la chaleur est stockée dans les vibrations des atomes; dans un matériau chaud, les atomes vibrent plus vite que dans un matériau plus froid. Lorsqu'un laser d'une énergie spécifique (couleur) brille sur ce graphène tordu, les particules de lumière dans le laser (appelées photons) vont absorber l'énergie de vibration des atomes, refroidissant ainsi le système."

Nick Clark, un doctorant dans le groupe de Vijayaraghavan, décrit comment ce graphène spécial est produit. « Quand nous fabriquons des flocons de graphène avec du ruban adhésif, certains éclats ont des bords droits, donnant une indication de la direction dans laquelle les atomes sont orientés. Nous identifions deux de ces flocons, puis alignez-les de sorte que les bords droits soient à un angle fixe. L'angle que nous devons produire dépend de la couleur de la lumière laser que nous utiliserons."

Selon le Dr Vijayaraghavan, cette nouvelle découverte a d'énormes implications technologiques. Il ajoute "Comme vous l'avez peut-être expérimenté, si les puces d'un ordinateur tournent vite, il fait très chaud. Ce sera également vrai pour les futures puces informatiques qui pourraient être fabriquées avec du graphène. S'il est possible de refroidir la puce, alors il peut courir plus vite. Actuellement, les gens utilisent la climatisation, de l'eau froide ou même de l'azote liquide pour garder leurs ordinateurs au frais. Un futur ordinateur au graphène pourrait être refroidi en y projetant un laser."