La llei de Moore, que ha descrit l'augment de la densitat de transistors en circuits integrats durant més de 50 anys, tenia un company silenciós: Dennard scaling. Aquest principi afirmava que, a mesura que els transistors es feien més petits, la seva densitat de potència es mantenia constant, assegurant una millora general del rendiment. No obstant això, Dennard scaling no va tenir en compte els corrents de fuga, que poden provocar un escalfament significatiu dels xips. Des que aquest fenomen es va fer important al voltant del 2006, les freqüències de rellotge dels processadors s'han limitat pràcticament a uns 4 GHz.
Aquest fet, conegut com a coll d'ampolla tèrmic, ha convertit la gestió tèrmica en un dels camps de recerca més importants en la matèria condensada. Mantenir un baix pressupost tèrmic és potser la qüestió més urgent en l'electrònica moderna. Aquest projecte de doctorat aborda el repte del control de la calor en sòlids, amb l'objectiu principal d'avançar en el coneixement del transport tèrmic anisotròpic. S'estudiaran dues classes d'anisotropia: la natural, inherent a l'estructura cristal·lina o morfologia, i l'artificial, induïda per nanoestructuració a mida. En aquest últim cas, els superreticles (SLs) seran el cas d'estudi principal, coneguts per fomentar la coherència fonònica, així com pel·lícules primes amb un gradient de gruix controlat.
L'estudiant rebrà formació en metodologies d'avantguarda per estudiar el transport tèrmic en sistemes a nanoescala, incloent tècniques teòriques i experimentals. L'activitat teòrica se centrarà en el càlcul de la dispersió fonònica i la conductivitat tèrmica de xarxa d'òxids funcionals i semiconductors nanoestructurats, principalment mitjançant teoria de la funcionalitat de la densitat (DFT). Aquests càlculs requeriran grans recursos computacionals en infraestructures d'alt rendiment com el Barcelona Supercomputing Center (BSC) i el Centre de Supercomputació de Galícia (CESGA).
L'activitat experimental es basarà en un equip experimental desenvolupat internament, adequat per estudiar el transport tèrmic en estat estacionari amb sensibilitat millorada al flux de calor en el pla. Aquest mètode és sense contacte i utilitza un escalfador lineal per a l'escalfament de la mostra. L'estudiant serà supervisat per un equip consolidat de PIs (R. Rurali, teoria; J. S. Reparaz, experiments) amb una llarga trajectòria de col·laboració.
