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De nouvelles recherches sur les propriétés thermiques et électriques des nanomatériaux

Les techniques basées sur les matériaux nanométriques, actuelles ou futures, disposent d'un grand potentiel pour réduire la consommation d'énergie et gérer la chaleur perdue. Une modélisation ab initio contribue à améliorer la compréhension du comportement des matériaux à différentes échelles, permettant de contrôler les propriétés du transport de chaleur et d'électricité à l'échelle nanométrique.
De nouvelles recherches sur les propriétés thermiques et électriques des nanomatériaux
Les scientifiques du projet COOL (First-principles engineering of thermal and electrical transport at the nanoscale) ont utilisé des techniques ab initio basées sur la théorie de la fonctionnelle de densité pour déterminer les propriétés électriques et vibratoires de matériaux nanométriques, ainsi que la durée de relaxation des porteurs. Ils ont aussi travaillé à une nouvelle méthode pour calculer le couplage électron-phonon dans des formes complexes et en présence d'interfaces ou de défauts.

Les travaux ont notamment concerné l'étude du transfert de chaleur dans des matériaux à nombre inférieur de dimensions, comme le graphène. Ils ont apporté des informations de valeur sur la conductivité thermique élevée du graphène, ainsi que sur la force du couplage entre les électrons et les degrés de liberté du réseau d'atomes. Les résultats sont importants pour créer de futurs dispositifs nanoélectroniques.

Les chercheurs ont aussi conduit des recherches approfondies pour surveiller le désordre structurel dans un autre matériau à deux dimensions, le bisulfure de molybdène. Le contrôle de l'intégrité de la structure de tels matériaux est essentiel pour concevoir des dispositifs optoélectroniques fiables et efficaces.

Les chercheurs de COOL ont collaboré étroitement avec des entreprises pour concevoir des matériaux thermoélectriques à partir de composés sulfurés, et pour étudier en détail leurs propriétés de transport. Le fait d'améliorer la compréhension fondamentale d'une catégorie prometteuse de matériaux thermoélectriques peut conduire à de nouveaux composés commerciaux, avec un impact positif sur l'économie et l'environnement.

Les résultats du projet ont été publiés dans des revues à comité de lecture, et présentés aux chercheurs en structure électronique lors de l'une des plus prestigieuses conférences en Espagne.

Informations connexes

Mots-clés

Matériaux nanométriques, consommation d'énergie, transport de chaleur, transport d'électricité
Numéro d'enregistrement: 188549 / Dernière mise à jour le: 2016-09-15
Domaine: Technologies industrielles