Une équipe de recherche menée par l'université de Californie à Los Angeles (UCLA) a fait une annonce fracassante dans la revue Science. La découverte d'un matériau, le nitrure de tantale en phase thêta, doté d'une conductivité thermique record.
Un matériau qui surpasse les métaux traditionnels
Le cuivre et l'argent, avec une conductivité thermique avoisinant les 400 watts par mètre-kelvin (W/mK), représentaient jusqu'à présent la référence. Le nitrure de tantale en phase thêta affiche une conductivité d'environ 1 100 W/mK, soit près de trois fois plus.
Cette performance exceptionnelle s'explique par sa structure atomique unique. La modélisation théorique a révélé que son agencement hexagonal d'atomes de tantale et d'azote réduit les interactions entre les électrons et les vibrations atomiques, qui freinent habituellement le flux de chaleur.
Des mesures par spectroscopie optique ultrarapide ont confirmé ces interactions extrêmement faibles, permettant à la chaleur de se propager avec une efficacité inégalée.
Remplacer le cuivre pour la gestion thermique
La surchauffe est un goulot d'étranglement pour les composants électroniques modernes, limitant leur performance, leur fiabilité et leur efficacité énergétique.
" Les exigences de dissipation thermique, avec l'avancée rapide des technologies d'IA, poussent les métaux conventionnels comme le cuivre à leurs limites de performance ", souligne Yongjie Hu, professeur à l'UCLA Samueli School of Engineering.
Le nouveau matériau représente donc une alternative fondamentalement supérieure. Il pourrait permettre de concevoir des puces et des accélérateurs d'IA plus puissants et plus denses, en évacuant plus efficacement les points chauds localisés.
Au-delà des puces
Les applications potentielles de cette découverte dépassent le cadre de la microélectronique. Les chercheurs estiment que ce matériau pourrait transformer tous les domaines où la gestion de la chaleur est un enjeu critique.
Cela inclut les centres de données, qui consomment une énergie colossale pour leur refroidissement, mais aussi les systèmes aérospatiaux et les plateformes quantiques émergentes.
