Deyu Li et Josh Caldwell, professeurs de génie mécanique à Vanderbilt, font partie d'une équipe de chercheurs qui ont découvert un nouveau canal de dissipation thermique utilisant des polaritons de phonons qui pourrait avoir des implications importantes pour les nouvelles technologies de refroidissement dans des appareils tels que les téléphones intelligents et autres appareils électroniques modernes.

La recherche a été récemment publiée dans Nature sous le titre "Conduction thermique remarquable médiée par des polaritons phonons hors équilibre."

Il est bien connu que les électrons et les vibrations atomiques (phonons) sont les principaux vecteurs d’énergie des solides. Des équipes de recherche de l'Université Vanderbilt et du Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) ont été surprises de constater que les polaritons de phonons de surface, quasi-particules hybrides résultant du couplage entre la lumière infrarouge et des phonons optiquement actifs, pourraient contribuer de manière significative à la conduction thermique dans les films minces et les nanofils de polarité. cristaux.

Bien qu’il ait été prévu que les polaritons de phonons de surface contribuent à la conduction thermique dans les films minces polaires et les nanofils, il n’existe à ce jour aucune preuve expérimentale directe et concluante de ce phénomène. L'équipe de recherche de Vanderbilt a pu démontrer de nettes améliorations de la conductivité thermique dans les nanofils de SiC avec et sans lanceurs de polaritons métalliques aux extrémités.

"Les capacités substantielles de transfert de chaleur de ces polaritons peuvent être intégrées à de nouvelles stratégies de refroidissement, essentielles pour une grande variété de technologies allant de l'électronique grand public au contrôle efficace de l'environnement des bâtiments", a déclaré Li. "Cette découverte pourrait contribuer à une vie meilleure et aux efforts visant à lutter contre le changement climatique."

Caldwell a déclaré que les polaritons de phonons constituent un objectif clé de la recherche en nanophotonique infrarouge, avec de nombreuses applications émergentes.

"J'étais ravi de voir qu'ils peuvent également fournir un nouveau canal de dissipation thermique, ouvrant des domaines d'impact supplémentaires, par exemple un refroidissement ultra-rapide dans les appareils électroniques haute fréquence et haute puissance", a-t-il déclaré.

Plus d'informations : Zhiliang Pan et al, Conduction thermique remarquable médiée par des polaritons de phonons hors équilibre, Nature (2023). DOI :10.1038/s41586-023-06598-0

Informations sur le journal : Nature

Fourni par l'Université Vanderbilt