Description du sujet de thèse

Ce sujet de thèse vise à développer une diode thermique conductrice alimentée par la chaleur générée par des ondes électromagnétiques de surface (polaritons) se propageant le long de la surface de nanofils polaires avec un revêtement métallique. Les données expérimentales montrent que ce revêtement agit comme un lanceur de polaritons et donc sa présence à l'une des extrémités du nanofil seulement devrait générer une rectification efficace des courants thermiques conducteurs. Sur la base des équations de Maxwell de l'électromagnétisme, de l'équation de transport de Boltzmann et de l'électrodynamique fluctuationnelle, des calculs théoriques seront effectués pour quantifier et optimiser cet effet de rectification pour les nanofils de SiO2, SiC et SiN avec un revêtement d'or à l'une de leurs extrémités. Les configurations de matériaux optimisées seront utilisées pour mesurer expérimentalement la conductivité thermique axiale des nanofils supportant la propagation de la chaleur dans les directions avant et arrière. Ces mesures seront effectuées en utilisant la méthode bien établie du pont thermique et nous permettront de déterminer l'efficacité de rectification de la diode thermique à polaritons proposée. Les résultats obtenus pourraient confirmer que les polaritons sont des vecteurs de chaleur efficaces capables de rectifier les courants thermiques et d'améliorer la dissipation thermique des composants électroniques chaque fois plus fins.

Contexte de travail

La thèse sera développée au sein de l’Institut des NanoSciences de Paris, une unité mixte de recherche (UMR 7588) du CNRS et de Sorbonne Université dans le cadre du projet ANR Polaritondiode.