Deyu Li e Josh Caldwell, professori di ingegneria meccanica della Vanderbilt, fanno parte di un team di ricercatori che ha scoperto un nuovo canale di dissipazione del calore utilizzando polaritoni fononici che potrebbe avere ampie implicazioni per nuove tecnologie di raffreddamento in dispositivi come smartphone e altri dispositivi elettronici moderni.
La ricerca è stata recentemente pubblicata su Nature sotto il titolo "Notevole conduzione del calore mediata da polaritoni fononici di non equilibrio."
È noto che gli elettroni e le vibrazioni atomiche (fononi) sono i principali trasportatori di energia nei solidi. I gruppi di ricerca della Vanderbilt University e dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sono rimasti sorpresi nello scoprire che i polaritoni fononici di superficie, quasi-particelle ibride risultanti dall’accoppiamento tra luce infrarossa e fononi otticamente attivi, potrebbero contribuire in modo significativo alla conduzione del calore in film sottili e nanofili di materiale polare. cristalli.
Sebbene sia stato previsto che i polaritoni fononici di superficie contribuiscano alla conduzione del calore nei film sottili polari e nei nanofili, ad oggi non vi è alcuna prova sperimentale diretta e conclusiva di ciò. Il team di ricerca Vanderbilt è stato in grado di dimostrare chiari miglioramenti della conduttività termica nei nanofili SiC con e senza lanciatori di polaritoni metallici alle estremità.
"Le notevoli capacità di trasferimento del calore di questi polaritoni possono essere progettate in nuove strategie di raffreddamento, che sono fondamentali per un'ampia varietà di tecnologie, dall'elettronica di consumo al controllo efficiente dell'ambiente degli edifici", ha affermato Li. "Questa scoperta può contribuire a una vita migliore e agli sforzi volti a combattere il cambiamento climatico."
Caldwell ha affermato che i polaritoni fononici rappresentano un obiettivo chiave nella ricerca sulla nanofotonica dell'infrarosso, con molte applicazioni emergenti.
"Sono stato entusiasta di vedere che possono anche fornire un nuovo canale di dissipazione del calore, aprendo ulteriori aree di impatto, ad esempio il raffreddamento ultraveloce nei dispositivi elettronici ad alta frequenza e ad alta potenza", ha affermato.
Ulteriori informazioni: Zhiliang Pan et al, Notevole conduzione del calore mediata da polaritoni fononici di non equilibrio, Natura (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06598-0
Informazioni sul giornale: Natura
Fornito dalla Vanderbilt University
