Trung Quốc tìm ra cách thông minh để đo sự giảm nhiệt độ cực đoan ở quy mô nano

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc từ Đại học Bắc Kinh đã phát triển một phương pháp mới để đo dòng nhiệt ở quy mô nguyên tử, vượt qua những thách thức lâu dài trong việc quan sát điện trở nhiệt giao diện giữa các vật liệu khác nhau. Sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện tử tiên tiến, họ theo dõi cách các electron mất năng lượng khi tương tác với các nguyên tử dao động (phonon), cho phép họ hình dung quá trình truyền nhiệt qua các ranh giới vật liệu với độ phân giải dưới nanomet. Thiết bị tùy chỉnh của họ tạo ra dòng nhiệt có kiểm soát giữa nhôm nitride (AlN) và silicon cacbua (SiC), các vật liệu thường được sử dụng trong điện tử công suất cao, áp dụng một gradient nhiệt độ dốc lên đến 180 K/μm. Nhóm nghiên cứu phát hiện sự giảm nhiệt độ đột ngột từ 10–20 K chỉ trong khoảng hai nanomet tại giao diện, cho thấy điện trở nhiệt lớn gấp 30 đến 70 lần so với trong vật liệu khối. Họ cũng nhận thấy rằng các phonon gần giao diện ở trạng thái không cân bằng và không tuân theo phân bố Bose-Einstein thông thường, tiết lộ rằng nhiệt không chỉ bị làm chậm mà còn bị tán xạ và tái cấu trúc tại các điểm nối này.