13.04.2023 by Aileen Sammler

Transistors thermiques électrochimiques à l'état solide - Une nouvelle classe de transistors à fort potentiel

Les transistors thermiques électrochimiques à l'état solide (SETT) constituent une nouvelle classe de transistors capables de réguler le flux de chaleur en exploitant les propriétés électrochimiques de certains matériaux. Ils fonctionnent selon le principe du couplage thermo-électrochimique, qui permet la conversion efficace et réversible de l'énergie électrique en énergie thermique.

Les SETT deviennent de plus en plus importants car ils ont le potentiel de révolutionner le domaine de la gestion thermique, qui est crucial pour de nombreuses applications telles que l'électronique, la conversion de l'énergie et la réfrigération. Ils offrent une alternative prometteuse à la gestion thermique conventionnelle qui pourrait permettre la mise en place de systèmes de gestion thermique plus compacts, plus efficaces sur le plan énergétique et plus rentables.

Premier développement d'un transistor thermique électrochimique à l'état solide

Des scientifiques de l'université d'Hokkaido ont mis au point un transistor thermique électrochimique à l'état solide révolutionnaire, qui peut être utilisé pour contrôler le flux de chaleur au moyen de signaux électriques.

Les transistors thermiques traditionnels à l'état liquide présentent des limites critiques, car toute fuite entraîne l'arrêt du dispositif. Une équipe, dirigée par le professeur Hiromichi Ohta de l'Institut de recherche en sciences électroniques de l'université d'Hokkaido, a construit son transistor thermique à base d'oxyde de zirconium stabilisé à l'oxyde d'yttrium, qui sert également de matériau de commutation, et a utilisé de l'oxyde de strontium et de cobalt comme matériau actif. Des électrodes de platine ont été utilisées pour fournir l'énergie nécessaire au contrôle du transistor. Les résultats ont montré que la conductivité thermique du matériau actif était comparable à celle de certains transistors thermiques à l'état liquide, et que le dispositif était stable sur dix cycles d'utilisation, ce qui le rend plus durable que la plupart des transistors thermiques à l'état liquide.

Le transistor thermique à l'état solide est constitué d'une structure multicouche. Les électrodes supérieure et inférieure sont constituées de platine, tandis que l'oxyde de strontium et de cobalt (SrCoOx) est utilisé comme couche active. La structure cristalline de l'oxyde de strontium-cobalt peut être modifiée par OxydationL'oxydation peut décrire différents processus dans le contexte de l'analyse thermique.oxydation et réduction électrochimiques à 280°C dans l'air. La conductivité thermique de la couche d'oxyde de strontium-cobalt entièrement oxydée, appelée état "on", est ~4 fois supérieure à la conductivité thermique d'une couche de strontium-cobalt entièrement réduite, appelée état "off". (Source : Yang et.al, Adv. Funct. Mater, 2023, 2214939)
Mesures à l'aide de NETZSCH PicoTR

PicoTRPour mesurer la conductivité thermique des transistors thermiques, l'équipe de recherche a utilisé laméthode de thermoréflectance dans le domaine temporel NETZSCH. Nous sommes très fiers d'avoir contribué à ce développement.

Cette technologie révolutionnaire offre de nouvelles possibilités de gestion thermique dans le domaine de l'électronique, ouvrant la voie à des dispositifs plus efficaces et plus fiables.

Pour en savoir plus, téléchargez l'article de recherche suivant - une publication dans Advanced Functional Materials Journal (Advancedsciencenews.com) :

En savoir plus sur la méthode de la thermoréflectance dans le domaine temporel