Ondes élémentaires du transport de chaleur dans un thermoélectrique

Stéphane Pailhès et Valentina Giordano (equipe Nanomatériaux pour l’Energie), dans le cadre d’un consortium de recherche Européen, ont publié un article intitulé "Direct measurement of individual phonon lifetimes in the clathrate compound Ba7.81Ge40.67Au5.33" dans la revue Nature Communications. Cet article a fait l'objet d'un Communiqué de Presse de l'INP en collaboration avec l’ILL.

La chaleur constitue une gigantesque réserve énergétique dont le recyclage est un enjeu majeur. Certains semi-conducteurs ont la propriété de convertir la chaleur en électricité et l’efficacité de cette conversion, dite « thermoélectrique », dépend en partie du transport thermique. Celui-ci est assuré par des déplacements atomiques collectifs formant les ondes élémentaires du transport de la chaleur. Ces ondes transportent une énergie avec une vitesse et sur une distance qui leurs sont propres, avant d’être amorties par des processus de collisions. Pour la première fois, dans un matériau thermoélectrique appelé « clathrate », les auteurs ont observé et caractérisé ces ondes conduisant à une compréhension du transport thermique. Ils ont pu accéder aux distances sur lesquelles elles véhiculent l’énergie, nommées « libres parcours moyens », identifier celles qui participent le plus au transport et caractériser les processus dominants l’amortissement des ondes et responsables de la résistance thermique du matériau.

21/09/2017

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