研究透视：石墨-热整流 | Nature

特斯拉阀Tesla valve有利于微流控系统中流体流动的整流，并启发研究人员参照液态背景下的流体整流机制，设计现代固态电子和热整流器。

相比于微流体通道中的流体整流，微固体通道中的热声子整流，由于声子之间动量守恒碰撞的缺少，以及类液体声子流的不频繁出现，从而而表现出了更高的复杂性。最近，在石墨材料中，声子流体动力学研究，为实现热整流开辟了新的途径。

今日，日本东京大学（The University of Tokyo）Xin Huang，Masahiro Nomura等，在Nature上发文，报道了一种声子流体动力学方法，实现了同位素富集石墨晶体中，热传导的整流。

在90nm厚的石墨中，设计了微米级的特斯拉阀，并在45K温度时，观察到了15.2%热导率差异。

这一工作标志着，在微纳米级电子器件中，利用集体声子行为，实现了热管理的重要一步，有助于固体中的热整流研究。

图1: 石墨特斯拉阀和热特性。

图2: 声子特斯拉阀的蒙特卡罗模拟。

图3: 石墨特斯拉阀的热导率。

图4: 石墨特斯拉阀中的热整流。

文献链接

Huang, X., Anufriev, R., Jalabert, L. et al. A graphite thermal Tesla valve driven by hydrodynamic phonon transport . Nature (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08052-1

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08052-1

本文译自Nature。