Come sa chiunque abbia tenuto in mano un computer portatile o un telefono cellulare, producono calore che ha il potenziale di danneggiare i microchip all'interno. Però, a strati, il fosforo nero cristallino potrebbe portare a un nuovo design del microchip che lascia fluire il calore e mantiene gli elettroni in movimento. Per la prima volta, gli scienziati hanno osservato che i nanonastri di fosforo nero conducono il calore due volte di più nella direzione a zig-zag rispetto a un'altra direzione.

I progettisti possono ora sfruttare le proprietà termiche del fosforo dipendenti dall'orientamento per mantenere freschi i dispositivi microelettronici e migliorarne l'efficienza. Il comportamento dipendente dall'orientamento potrebbe aumentare l'efficienza energetica nei transistor e nei dispositivi termoelettrici, nonché portare a microchip che utilizzano diversi orientamenti del fosforo sia per il raffreddamento che per il funzionamento della microelettronica.

Il fosforo nero è un semiconduttore a strati naturale ed è un candidato promettente per l'elettronica, ottico, e applicazioni optoelettroniche. I teorici hanno predetto che i diversi orientamenti cristallografici del fosforo nero potrebbero avere un elevato flusso di calore e una bassa conduttanza elettrica; mentre altri orientamenti cristallografici potrebbero avere un basso flusso di calore e un'elevata conduttanza elettrica. Però, misurare la dipendenza dall'orientamento di queste proprietà era estremamente difficile.

Ora, ricercatori, guidato da scienziati dell'Università della California-Berkeley, hanno misurato le proprietà termiche anisotrope in nanonastri di fosforo nero. Nella loro ricerca, gli scienziati hanno microfabbricato nanonastri di fosforo nero in dispositivi sospesi per misurare piccoli gradienti termici e conduttività termica. Hanno scoperto che la conduttività termica era due volte superiore nella direzione del cristallo a zig-zag rispetto alla direzione della "poltrona". Hanno anche osservato che le proprietà termiche dipendono dalle dimensioni dei nanonastri. È stato proposto che le proprietà termiche anisotrope siano attribuite a differenze nella dispersione dei fononi e nelle velocità di dispersione dei fononi. Gli scienziati potrebbero utilizzare tale comportamento dipendente dall'orientamento per controllare la generazione e la dissipazione del calore nei transistor e nei dispositivi termoelettrici. Ancora più emozionante, i microchip potrebbero essere progettati con un raffreddamento ottimizzato utilizzando cristalli di fosforo in un orientamento cristallografico, mentre il funzionamento del dispositivo è controllato sfruttando la conduttanza elettrica di cristalli di fosforo orientati in una direzione diversa.