Inusual alta conductividad térmica en cristales de arseniuro de boro a granel

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• La termodinámica

Sus antecedentes:

• La teoría convencional vincula la conductividad térmica ultra alta con los elementos ligeros y los procesos de tres fonones.
• Los modelos existentes no predicen una alta conductividad térmica en materiales con elementos ligeros y pesados mixtos.

Objetivo del estudio:

• Investigar experimentalmente la conductividad térmica de los cristales de arseniuro de boro (BA) a granel.
• Desafiar y refinar las teorías existentes de conducción de calor en sólidos.

Principales métodos:

• Medición de la conductividad térmica a temperatura ambiente en los cristales de BA.
• Análisis de los procesos fonónicos que contribuyen al transporte de calor.

Principales resultados:

• Se obtiene una conductividad térmica local a temperatura ambiente superior a 1000 W/mK.
• Se ha medido una conductividad térmica media de 900 W/mK.
• Valores de conductividad térmica observados explicados por procesos de fonones de orden superior.

Conclusiones:

• El arseniuro de boro (BAs) es el primer semiconductor conocido con una conductividad térmica ultra alta.
• Los hallazgos requieren revisiones de las teorías convencionales de la conductividad térmica de la red.
• Demuestra el potencial de la ingeniería de la banda fonónica para la gestión térmica.