TLDR
Penelitian ini berhasil mengukur aliran panas di antarmuka material pada skala atom. Resistensi termal antarmuka dapat jauh lebih besar daripada resistensi dalam material itu sendiri. Temuan ini dapat membantu dalam merancang perangkat elektronik yang lebih efisien dan mengelola panas dalam perangkat kuantum dan sensor nanoscale. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa getaran atom, atau phonon, membawa panas melalui material padat. Namun, ketika dua material berbeda bertemu, aliran panas tidak mengalir dengan mulus karena hambatan di batas antarmuka. Hambatan ini sulit diukur karena perbedaan suhu sangat kecil dan terjadi di skala nanometer, jauh di luar jangkauan teknik tradisional.Penelitian terbaru dari tim di Peking University menggunakan teknik mikroskopi elektron yang dimodifikasi agar bisa mengukur kehilangan energi elektron yang berinteraksi dengan getaran atom. Ini memungkinkan mereka untuk mengamati bagaimana panas berpindah antarmuka dengan resolusi atomik, sesuatu yang sebelumnya dianggap hampir mustahil.Dalam eksperimennya, mereka menciptakan aliran panas terkontrol antara Aluminium Nitride dan Silicon Carbide, menggunakan gradien suhu 180 kelvin per mikrometer. Hasilnya menunjukkan lonjakan suhu tajam sebesar 10-20 kelvin hanya dalam jarak 2 nanometer pada antarmuka, jauh lebih besar dibanding perpindahan suhu di material murni.Penelitian ini mengungkap bahwa phonon di wilayah dekat antarmuka tidak seimbang dan tidak mengikuti aturan distribusi energi normal. Selain itu, panas tidak hanya melambat tetapi tersebar dan berubah bentuk, menegaskan pentingnya memahami sifat termal antarmuka untuk teknologi yang semakin kecil.Temuan ini membuka peluang bagi perancangan perangkat elektronik yang lebih efisien dengan manajemen panas yang lebih baik, serta memberikan wawasan penting untuk pengembangan teknologi kuantum, baterai, dan sensor nanoskopik di masa depan.
