将多孔硅是电子的圣杯?

将多孔硅是电子的圣杯?

电子小型化使普通人掌握了高性能计算能力,但目前正在缩小集成电路的规模,这就要求工程师们提出新的方法来阻止元件过热。

最近,加利福尼亚大学的科学家Irvine在验证新的材料结构以促进冷却方面取得了突破。在杂志&nbsp研究;纳米技术,UCI的&nbsp成员;纳米热能研究组 突出了多孔硅的属性,一个微小的电脑芯片,垂直蚀刻孔的工作,飞机加热到所需的位置。

“我们发现,热喜欢旅行但不是横向垂直穿过多孔硅,这意味着该材料可以有效地将热量从局部热点芯片冷却系统在垂直方向上同时热电路口横向维持必要的温度梯度,相应的作者&nbsp说;Jaeho Lee,UCI机械航天工程助理教授。

“这种创新可能让电子设备如智能手机酷派操作期间的理想,”主要作者宗青仁说,在nterg研究生研究员。

他说,实验室模拟结果表明,多孔硅的冷却效果是至少400%比硫属化合物,常用的热电制冷器件的化合物。

实验室的多孔硅的研究是一个后续的研究发表在自然通讯  2017年初,李作为第一作者,和他的合作者采用基于UC伯克利纳米硅的网状材料调查性质的声子的准粒子,给科学家洞察热传输机制。

李说:“我们知道,声子在热输运过程中可以表现出波状和粒子状的行为。”。“使用不同孔大小和间距的网格,我们能够澄清纳米尺度上复杂的热输运机制。”

从早期的研究中获得的知识帮助他的团队了解如何小,颈状结构的多孔硅的蚀刻孔引起的声子散射产生,粒子效应导致低的面内的热传导性。高横向导热系数是由长波声子引起的,有助于把热量带走。

李说,在过去几年中,电子产品的温度问题已经发展起来,因为微芯片设计人员似乎已经达到了尺寸边界。有了更大的部件,制造商可以使用散热片、散热片甚至风扇来将热量从关键的硬件中排出。在今天的密密麻麻的芯片与纳米晶体管数十亿–经常夹在超薄,便携消费电子产品–没有这种冷却技术。

其他关键问题是长寿和可靠性。半导体芯片被嵌入到许多新的地方——充当汽车和家电的传感器和执行器,以及作为物联网的节点。这些设备预计会连续运行数年甚至数十年。长期暴露在高温下可能导致这种基础设施的失败。

“一方面,纳米技术开辟了一个全新的可能性世界,但另一方面,它创造了许多挑战,”李说。“重要的是,我们必须继续更好地理解热输运的基本原理,找到控制纳米尺度传热的方法。”

关于尔湾加利福尼亚大学

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