Diamant er ikke lenger kongen av varmeledning. Forskere ved University of Houston har målt borarsenid til over 2100 W/mK ved romtemperatur – høyere enn diamant. Funnet kan endre både teorien og fremtidens elektronikk.

Hva er nytt

I over et århundre har diamant vært regnet som verdens beste varmeleder blant isotrope materialer. Nå viser et team ledet av professor Zhifeng Ren ved University of Houstons Texas Center for Superconductivity at borarsenid leder varme enda bedre.

Resultatene er publisert i tidsskriftet Materials Today i oktober 2025 og overgår både tidligere målinger og antatte teoretiske grenser.

Tallene som endrer lærebøkene

• 2100 W/mK+ termisk ledningsevne ved romtemperatur for borarsenid
• Omtrent 1300 W/mK i tidligere eksperimenter grunnet defekter
• Teori revidert i 2017 (med fire-fonon-spredning): rundt 1360 W/mK forventet

Teamet oppnådde gjennombruddet ved å forbedre renheten i borarsenid-krystallene. Ved å raffinere råarsenet og utvikle bedre syntesemetoder fikk de frem prøver med langt færre urenheter.

«Vi stoler på målingene våre; dataene er korrekte, og det betyr at teorien trenger justering,» sier Ren. «Jeg sier ikke at teorien er feil, men en tilpasning må gjøres for å være konsistent med de eksperimentelle dataene.»

Fra dristig spådom til realitet

Allerede i 2013 spådde teoretikere – deriblant David Broido ved Boston College – at borarsenid kunne matche diamant. Da modellene i 2017 ble oppdatert med fire-fonon-spredning, sank forventningene til rundt 1360 W/mK. Mange ga da opp troen på at materialet kunne overgå diamant.

Rens team viser at hindringen lå i urenheter, ikke i materialets iboende egenskaper. Det åpner døren for utvikling av enda mer effektive varmeledere.

Mer enn varme: En lovende halvleder

Til forskjell fra diamant er borarsenid også en utmerket halvleder. Materialet kombinerer høy mobilitet for både elektroner og hull, et bredt båndgap og en varmeutvidelseskoeffisient som passer godt med andre komponenter. Det kan i flere sammenhenger overgå silisium, dagens industristandard.

En ekstra fordel er at borarsenid er enklere og billigere å produsere enn diamant, uten ekstreme temperaturer eller trykk. Det gjør materialet særlig lovende for neste generasjons elektronikk – fra smarttelefoner og høyytelseskomponenter til datasentre med strenge krav til termisk styring.

Finansiering og samarbeid

Arbeidet inngår i et prosjekt på 2,8 millioner dollar finansiert av National Science Foundation, ledet av Bolin Liao ved UC Santa Barbara. Prosjektet har bidrag fra University of Houston, University of Notre Dame og UC Irvine, og mottar delvis støtte fra den industrielle partneren Qorvo.

«Du bør ikke la en teori hindre deg i å oppdage noe enda større, og det er nøyaktig det som har skjedd i dette arbeidet,» avslutter Ren.

Hva betyr dette nå

Med renere krystaller har borarsenid demonstrert verdens ledende varmeledning blant isotrope materialer – og samtidig sterke halvledegenskaper. Funnene utfordrer dagens modeller og gir et tydelig signal til forskningsmiljøene: revurder teorien og utforsk bruksområdene der varme og elektronikk må fungere hånd i hånd.

Kilder: ScienceDaily, University of Houston, Materials Today