p Compreender o fluxo de calor em nanoescala é fundamental no projeto de dispositivos eletrônicos integrados e no desenvolvimento de materiais para isolamento térmico e recuperação de energia termoelétrica. Embora várias técnicas estejam disponíveis atualmente para observar o transporte de calor em distâncias macroscópicas, há necessidade de novos métodos capazes de revelar a dinâmica do fluxo de calor com resolução nanométrica. p Uma equipe CCNY liderada pelos professores de física Carlos Meriles e Elisa Riedo relatou recentemente sobre uma plataforma versátil para medições térmicas em nanoescala com base em uma combinação de ressonância magnética, e microscopia de força óptica e atômica, no Nature Communications . Seu papel, "Imagem de condutividade térmica com resolução em nanoescala usando uma sonda de rotação de varredura, "é baseado em uma noção simples:que uma sonda quente em contato com um material termicamente condutor, como um metal, esfria porque o calor flui da sonda para o material. Este último é evitado, Contudo, se o material de amostra for termicamente isolante, implicando que se pode inferir a condutividade térmica da amostra monitorando continuamente a temperatura da sonda.

p Para implementar essa ideia em nanoescala, os pesquisadores usaram um microscópio de força atômica térmica, onde a temperatura do cantilever pode ser ajustada através da aplicação de uma corrente externa. O cantilever AFM hospeda uma ponta afiada que faz contato com o substrato em uma pequena, área de tamanho nanométrico. Para medir a temperatura da ponta, a equipe CCNY anexou ao ápice da ponta um nanocristal de diamante, cuja fluorescência termicamente dependente o tornava um termômetro minúsculo. Mapas de condutividade térmica resolvidos por nanômetro foram então obtidos enquanto a ponta era escaneada sobre vários substratos de composição heterogênea.

p A equipe prevê várias aplicações que vão desde problemas fundamentais de fluxo de calor em nanoestruturas e transporte de calor radiativo em nano-lacunas, para a caracterização de materiais submetidos a transições de fase heterogêneas, para a investigação de reações exotérmicas catalíticas. Embora na presente implementação o calor flua da ponta de AFM para a amostra, a técnica pode ser adaptada imediatamente para sondar a temperatura local em um ambiente quente, substrato não uniforme sem a necessidade de um cantilever térmico.

p "Esta forma de termometria de varredura em nanoescala pode desempenhar um papel importante na caracterização dos 'pontos quentes' formados nas junções de heteroestruturas semicondutoras, conhecido por ser crítico na geração de calor dentro de dispositivos eletrônicos integrados, "disse Meriles.