Forskare vid Purdue University har visat förmågan hos en tunn film att leda värme på bara dess ytor, identifiera en potentiell lösning för överhettning i elektroniska enheter som telefoner och datorer.

"När du försöker göra en elektronisk enhet, värmeavledningen är alltid ett problem, "sa Xianfan Xu, Purdues James J. och Carol L. Shuttleworth professor i maskinteknik. "Så vi försöker ge en förståelse för hur värme kan spridas i dessa framtida enheter."

Detta tunnfilmsmaterial är en topologisk isolator, som stöder elektronflödet på dess yta men inte i dess inre. Ingen studie hade ännu testat om detsamma gällde värme, tills bekräftat av forskning publicerad den 23 januari ACS Nano . Tidigare forskning har spekulerat i att topologiska isolatorer kan vara användbara för utveckling av spintronic -enheter, som kodar information genom elektronernas snurr i motsats till elektrisk laddning i dagens elektronik.

Forskarna fann att ju tunnare filmen är, ju högre värmeledningsförmåga. De upptäckte också att förhållandet mellan värmeledningsförmåga och elektrisk konduktivitet vid ytan av de topologiska isolatormaterialen kan vara mer än 10 gånger högre än Sommerfeld -värdet, vilket är det värde som är känt för de flesta metaller och halvledare som bestäms av Weidemann-Franz-lagen. Genom att leda värme på bara dess ytor snarare än över hela filmen, detta material kan förhindra att delar av en enhet värms upp eller omdirigerar värme.

Nu, efter att ha identifierat denna egenskap hos värmeöverföring i topologiska isolatorer, nästa steg är att ta reda på hur man använder dem för att manipulera värmeflöde.

"Det finns inte många sätt att styra värmen. Det är inte el, där du kan slå på och av den, "Sa Xu." Men nu kan det finnas en chans att göra det. "