La dissipation de chaleur dans l'électronique et l'optoélectronique est un goulot d'étranglement important dans le développement ultérieur de systèmes dans ces domaines. Pour venir à bout de ce grave problème, Des chercheurs de l'Université de technologie Chalmers ont développé un moyen efficace de refroidir l'électronique en utilisant des nanoflocons de graphène fonctionnalisés. Les résultats seront publiés dans la célèbre revue Communication Nature .

"Essentiellement, nous avons trouvé une clé en or pour obtenir un transport de chaleur efficace dans l'électronique et d'autres dispositifs électriques en utilisant un film à base de nanoflocons de graphène. Cela peut ouvrir des possibilités d'utilisation de ce type de film dans de vastes domaines, et nous nous rapprochons d'une production à l'échelle pilote basée sur cette découverte, " dit Johan Liu, Professeur de production électronique à l'Université de technologie Chalmers en Suède.

Les chercheurs ont étudié l'amélioration du transfert de chaleur du film avec différentes molécules de silane fonctionnalisées à base d'amino et à base d'azide, et a constaté que l'efficacité de transfert de chaleur du film peut être améliorée de plus de 76 pour cent en introduisant des molécules de fonctionnalisation, par rapport à un système de référence sans la couche fonctionnelle. Ceci est principalement dû au fait que la résistance de contact a été considérablement réduite en introduisant les molécules de fonctionnalisation.

Pendant ce temps, des simulations de dynamique moléculaire et des calculs ab initio révèlent que la couche fonctionnelle contraint la diffusion interplan des phonons basse fréquence, qui à son tour améliore la conduction thermique dans le plan du film lié en récupérant la longue durée de vie des phonons de flexion. Les résultats ont suggéré des solutions potentielles de gestion thermique pour les appareils électroniques.

Dans la recherche, les scientifiques ont étudié un certain nombre de molécules immobilisées aux interfaces et au bord de feuilles à base de nanoflocons de graphène formant des liaisons covalentes. Ils ont également sondé la résistance thermique de l'interface en utilisant une technique de mesure de réflectance photothermique pour démontrer un couplage thermique amélioré grâce à la fonctionnalisation.

"C'est la première fois qu'une telle recherche systématique a été effectuée. Le présent travail est beaucoup plus étendu que les résultats publiés précédemment par plusieurs partenaires impliqués, et il couvre plus de molécules de fonctionnalisation et aussi des preuves directes plus étendues de la mesure de résistance thermique de contact, " dit Johan Liu.