Материалы с экстремальной теплопроводностью, достигаемой за счёт управления фононами

Материалы со сверхвысокой или низкой теплопроводностью востребованы во многих технологических областях, включая терморегуляцию электронных и фотонных устройств, теплообменники, преобразователи энергии и теплоизоляцию. Благодаря недавним достижениям в методах моделирования — расчётах из первых принципов, методе функции Грина атомистической системы и молекулярной динамике — и экспериментальных методах, таких как pump-probe-измерения и микрофабрикованные платформы, удалось лучше понять перенос и рассеяние фононов в материалах и обнаружить новые материалы с заданными тепловыми свойствами. Эти достижения позволяют управлять фононами для получения требуемых тепловых характеристик. В обзоре рассмотрены недавние открытия неорганических и органических материалов со сверхвысокой и низкой теплопроводностью, освещены физические основы теплопереноса, стратегии изменения теплопроводности и перспективы достижения экстремальной теплопроводности в твёрдых материалах.