
Ученые из нескольких институтов США экспериментально наблюдали переход между диффузным и квази-баллистическим распространением тепловых фононов в микро- и нанокристаллах. Новые результаты показывают, что в устройствах размером меньше одного микрона режим теплопроводности должен меняться скачкообразно. Этот эффект имеет большое значение, например, для микроэлектроники: температура наноразмерных чипов в реальности может выше, чем это предсказывает «макро» теория. Работа опубликована в Nature Nanotechnology.Ученые создали массивы алюминиевых «нагревателей» разного размера на подложках из изучаемых материалов: сапфира, кремния и оксида кремния. Для нагрева использовали лазерный луч. Так как размер некоторых нагревателей был меньше диаметра пятна луча, изучаемый образец приходилось «маскировать» так, чтобы лазер попадал только на нагреватель. Для этого использовался полимерный материал с малой теплопроводностью. Измерение температуры проводили также при помощи лазерного луча. Им подсвечивали образец с небольшой задержкой после начального «нагревающего» импульса, и по интенсивности отраженного света измеряли изменение температуры нагревателя во времени. Из него в свою очередь определяли скорость распространения тепла в изучаемом материале.
