Лазер обычно греет. Но в некоторых кристаллах свет может уносить тепло — как если бы чайник остывал от яркой лампы. В алмазе такую работу выполняют дефекты: места, где вместо углерода стоит атом азота, а рядом пустота. Спектроскопия показала, что при подсветке лазером с длиной волны чуть ниже резонансной дефект испускает свет с большей энергией, чем поглотил. Разница берётся из тепловых колебаний решётки — кристалл остывает.
Но есть подвох. Тот же лазер заставляет дефект менять заряд: из отрицательно заряженного состояния он превращается в нейтральное. А нейтральный дефект уже не охлаждает.
Измерения фотолюминесценции во времени показали: чем сильнее подсветка, тем больше нейтральных дефектов и тем хуже охлаждение. Учёные построили простую модель, которая учитывает скорости накачки и переключения заряда. Она предсказывает, что охлаждение самоограничивается: при слишком мощном лазере дефект перестаёт охлаждать. Но при правильном подборе условий всё же можно добиться чистого охлаждения. По оценкам, один дефект охлаждает так же эффективно, как квантовая точка или редкоземельный ион. Значит, алмазные дефекты — перспективный материал для точного охлаждения микрочипов и квантовых устройств.
Алмаз — один из лучших проводников тепла среди твёрдых тел. Поэтому его используют для отвода тепла от мощных лазеров и процессоров.