Przewodność cieplna jest miarą efektywności przenoszenia ciepła w obrębie materiału. Materiały wykazujące wysoką przewodność cieplną mają wielkie znaczenie między innymi w elektronice, gdzie odpowiadają za odprowadzanie nadmiaru ciepła w ramach tak zwanego chłodzenia pasywnego. Materiałem o dominującej pozycji na globalnym rynku radiatorów jest miedź, charakteryzująca się przewodnictwem cieplnym na poziomie 400 W/mK.
Zespół badaczy pod kierownictwem prof. Yongjie Hu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA), zidentyfikował materiał metaliczny w postaci fazy θ azotku tantalu (θ-TaN), wykazujący przewodnictwo cieplne na poziomie 1100 W/mK. Odkrycie otwiera nowe możliwości w zakresie pasywnego chłodzenia i wyznacza nowy kierunek badań zjawiska przewodnictwa cieplnego w metalach.
Modelowanie komputerowe struktury azotku tantalu, z heksagonalnie rozmieszczonymi atomami azotu wśród atomów tantalu, pozwoliło na identyfikację potencjału materiału na potrzeby efektywnego przewodzenia ciepła, dzięki wyjątkowo słabym oddziaływaniom pomiędzy elektronami a fononami (drganiami struktury krystalicznej), będącymi nośnikami przepływu ciepła. Założenia potwierdzono eksperymentalnie przy użyciu ultraszybkiej spektroskopii optycznej.
samueli.ucla.edu
