Conclúen no CiQUS que a resistencia térmica dalgúns materiais se pode regular aplicando unha voltaxe

Xestionar o fluxo de calor é un aspecto clave para mellorar o comportamento nun gran número de sistemas. O sobrequecemento dos dispositivos electrónicos, como teléfonos móbiles ou calquera tipo de procesador, provoca fallos, diminúe o seu rendemento e reduce a súa vida útil. Estas e outras tecnoloxías empregan materiais cunha determinada resistencia ao fluxo de calor que pasa a través deles.

Un grupo de investigación da USC chegou á conclusión de que esa resistencia térmica pode ser modulada aplicando unha pequena voltaxe. O estudo levouno a cabo o Grupo de Química da Materia Condensada do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago, recentemente publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces. O traballo, dirixido por Rafael Ramos e Francisco Rivadulla, abre novas posibilidades para o deseño de reguladores térmicos e para o desenvolvemento de tecnoloxías máis eficientes e sostibles.

O deseño de novos materiais funcionais cuxa condutividade térmica poida ser regulable permite abordar desafíos como o da disipación térmica en compoñentes electrónicos. Entre estes dispositivos de interese atópanse os memristores (acrónimo formado a partir do inglés memory resistor), un compoñente con conmutación resistiva: ao aplicar un campo eléctrico, o material pode alternar reversiblemente entre diferentes niveis de resistencia eléctrica. No novo estudo, os investigadores demostraron que en paralelo á conmutación resistiva eléctrica, na interfaz metal-óxido do material tamén se produce un efecto de conmutación resistiva térmica, debido á acumulación de ións de osíxeno. Este cambio na resistencia ao fluxo de calor pódese modular en torno a un 20% a temperatura ambiente.

"Os óxidos son materiais cunha resistencia térmica moi sensible á concentración de osíxeno, polo que ao producir un desprazamento deses ións cando se aplica un campo eléctrico modificamos as súas propiedades térmicas" explica Víctor Álvarez, doutorando do CiQUS e primeiro autor do estudio: "Dependendo do estado resistivo do dispositivo, cun campo eléctrico conseguimos aumentar ou diminuír a condutividade térmica de maneira reversible".

O traballo forma parte do proxecto MEMTHERM, financiado a través das axudas para Proxectos Estratéxicos Orientados á Transición Ecolóxica e á Transición Dixital do Ministerio de Ciencia e Innovación, e que busca desenvolver novos termorreguladores baseados no control do movemento de ións en óxidos dieléctricos.

Referencia

Interfacial Thermal Resistive Switching in (Pt,Cr)/SrTiO3 Devices. Víctor Álvarez-Martínez, Rafael Ramos, Víctor Leborán, Alexandros Sarantopoulos, Regina Dittmann, and Francisco Rivadulla. ACS Applied Materials & Interfaces 2024 16 (12), 15043-15049
DOI: 10.1021/acsami.3c19285