Ученые создали материал, проводящий тепло лучше алмаза

Учёные из Университета Хьюстона обнаружили материал, который способен проводить тепло лучше алмаза — арсенид бора установил новый рекорд теплопроводности и поставил под сомнение фундаментальные представления о свойствах кристаллов. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today, передает Vesti.az.

«Мы уверены в точности наших измерений, и это показывает, что существующая теория нуждается в пересмотре», — заявил руководитель исследования, профессор Чжифэн Жэнь.

Ранее считалось, что предел теплопроводности арсенида бора ограничен внутренними колебаниями атомов — эффектом «четырёхфононного рассеяния». Однако команда Жэня предположила, что на реальные показатели влияют примеси и дефекты кристаллов. После усовершенствования метода синтеза и получения исключительно чистых образцов исследователи зафиксировали теплопроводность свыше 2100 Вт/мК при комнатной температуре, что выше любых известных значений для алмаза (около 2000 Вт/мК).

«Наши данные показывают: реальный материал способен на большее, чем предполагали теоретические модели», — подчеркнул Жэнь.

Теплопроводность имеет решающее значение для современной техники — от смартфонов до серверных процессоров. Чем лучше материал отводит тепло, тем выше производительность и долговечность устройств. Новый рекорд арсенида бора открывает перспективу создания чипов нового поколения, способных работать без перегрева даже при экстремальных нагрузках.

Арсенид бора сочетает свойства высокотеплопроводного материала и полупроводника, что делает его потенциальным преемником кремния. Он обладает широким энергетическим зазором и высокой подвижностью электронов и дырок, что особенно важно для мощных вычислительных систем и ИИ-процессоров.

Кроме того, коэффициент термического расширения арсенида бора близок к параметрам существующих микросхем, что упрощает его интеграцию в современные технологии.

Алмаз десятилетиями считался эталоном теплопроводности. Его структура считалась непревзойдённой по способности передавать тепло во всех направлениях (изотропности). Однако новое открытие показывает: даже «совершенные» материалы можно превзойти, если устранить дефекты и достичь абсолютной чистоты кристалла.

Профессор Жэнь уверен, что это открытие изменит подход к разработке термоустойчивых и энергоэффективных систем — от микрочипов до квантовых устройств.