Un des moyens de contrôler le transport de la chaleur est de structurer la matière à des échelles comparables aux longueurs d’ondes des particules élémentaires responsables du transport thermique par les vibrations des atomes, « les phonons ». En présence d’une nanostructure périodique, on observe des phénomènes d’interférence pour des phonons qui ont des longueurs d’onde comparables à la taille de la nanostructure et bien plus grande que la rugosité des interfaces. Cela est à l’origine d’une profonde modification de leurs propriétés individuelles (énergie et longueur d’onde), et d’un effet, dit « cohérent », sur le transport thermique.
Les auteurs ont mesuré les propriétés de tels phonons dans une membrane nanophononique de SiN, nanostructurée avec un réseau ordonné de pores, en utilisant la technique de Réseau Transitoire par au Laser à électrons libres FERMI. En combinant les mesures avec des simulations à éléments finis, ils ont montré que l’interférence entre ses réflexions aux interfaces est à l’origine d’une forte atténuation du phonon, et d’une forte réduction de son libre parcours moyen, tandis que le flux d’énergie est préservé grâce à une transmission d’énergie de réflexion à réflexion.
Voir aussi un article de synthèse [ici]