Comme le savent tous ceux qui ont eu un ordinateur portable ou un téléphone portable, ils produisent de la chaleur qui a le potentiel d'endommager les micropuces à l'intérieur. Cependant, en couches, le phosphore noir cristallin pourrait conduire à une nouvelle conception de micropuce qui permet à la chaleur de s'écouler et maintient les électrons en mouvement. Pour la première fois, les scientifiques ont observé que les nanorubans de phosphore noir conduisent la chaleur deux fois plus dans la direction en zigzag par rapport à une autre direction.

Les concepteurs peuvent désormais tirer parti des propriétés thermiques dépendantes de l'orientation du phosphore pour maintenir les dispositifs microélectroniques au frais et améliorer leur efficacité. Le comportement dépendant de l'orientation pourrait augmenter l'efficacité énergétique des transistors et des dispositifs thermoélectriques, ainsi que conduire à des micropuces qui utilisent différentes orientations du phosphore pour le refroidissement et le fonctionnement de la microélectronique.

Le phosphore noir est un semi-conducteur naturel en couches et est un candidat prometteur pour l'électronique, optique, et applications optoélectroniques. Les théoriciens ont prédit que différentes orientations cristallographiques du phosphore noir pourraient avoir un flux de chaleur élevé et une faible conductance électrique; tandis que d'autres orientations cristallographiques pourraient avoir un faible flux de chaleur et une conductance électrique élevée. Cependant, mesurer la dépendance à l'orientation de ces propriétés était extrêmement difficile.

Maintenant, des chercheurs, dirigé par des scientifiques de l'Université de Californie-Berkeley, ont mesuré les propriétés thermiques anisotropes de nanorubans de phosphore noir. Dans leurs recherches, les scientifiques ont microfabriqué des nanorubans de phosphore noir dans des dispositifs suspendus pour mesurer de minuscules gradients thermiques et la conductivité thermique. Ils ont découvert que la conductivité thermique était deux fois plus élevée dans le sens du cristal en zigzag que dans le sens "fauteuil". Ils ont également observé que les propriétés thermiques dépendent de la taille des nanorubans. Il a été proposé que les propriétés thermiques anisotropes soient attribuées aux différences de dispersion des phonons et des taux de diffusion phonon-phonon. Les scientifiques pourraient utiliser un tel comportement dépendant de l'orientation pour contrôler la génération et la dissipation de chaleur dans les transistors et les dispositifs thermoélectriques. Encore plus excitant, les micropuces pourraient être conçues avec un refroidissement optimisé en utilisant des cristaux de phosphore dans une orientation cristallographique, tandis que le fonctionnement du dispositif est contrôlé en profitant de la conductance électrique des cristaux de phosphore orientés dans une direction différente.