Une étude menée par l’Université de Houston aux États-Unis a réalisé une avancée majeure dans le domaine de la conduction thermique, bouleversant des connaissances de longue date : elle a découvert que la conductivité thermique de l’arséniure de bore (BAs) est en réalité plus forte que celle du diamant. Vous savez, dans le monde de la science des matériaux, les diamants constituent depuis longtemps le « plafond » de la conductivité thermique. Cependant, les dernières recherches montrent que lorsque le cristal d'arséniure de bore atteint une pureté extrêmement élevée, sa conductivité thermique dépasse facilement 2 100 W/mK, battant directement le record de conductivité thermique des matériaux isotropes à température ambiante.
Cette découverte peut être qualifiée de percée « au niveau des manuels scolaires ». L’équipe de recherche a passé dix années complètes, passant de la prédiction théorique à la vérification expérimentale, et a finalement découvert que la clé du problème résidait dans la pureté du matériau. Étant donné que les premiers échantillons contenaient des impuretés, leurs performances ne pouvaient atteindre qu'environ 1 300 W/mK, ce qui a donné à de nombreuses personnes le sentiment que les prédictions théoriques n'étaient pas fiables. Ce n’est que lorsqu’ils ont amélioré le processus de préparation et créé des cristaux d’ultra haute pureté que la véritable force de l’arséniure de bore a été révélée.
L’avantage de cette recherche est qu’elle brise non seulement notre compréhension de la conductivité thermique des matériaux, mais annonce également l’avenir de la technologie des semi-conducteurs. L'arséniure de bore peut être qualifié de « polyvalent » : il peut conduire efficacement la chaleur et possède d'excellentes propriétés semi-conductrices. Comparé au diamant, dont la synthèse nécessite des conditions extrêmes, son coût de préparation est inférieur et il présente également les avantages d'une mobilité élevée des porteurs et d'une large bande interdite.
qu'est-ce que cela signifie? Votre téléphone mobile ne chauffera peut-être plus, la consommation d'énergie des centres de données devrait être considérablement réduite et les performances des équipements électroniques de haute puissance connaîtront un saut qualitatif. On peut dire qu’il s’agit d’une belle double avancée dans le domaine des matériaux : elle favorise non seulement le développement théorique au niveau scientifique fondamental, mais ouvre également de nouvelles possibilités au niveau des applications.
Actuellement, les scientifiques travaillent à améliorer encore les propriétés des matériaux. Comme l’a dit l’équipe : Ne vous limitez pas aux théories existantes, les expériences peuvent toujours apporter des surprises. Cette fois, l’arséniure de bore nous a donné une leçon frappante.