Новые методы отвода тепла в электронике

в 8:33, , рубрики: отвод тепла, охлаждение, системы охлаждения, метки:

Не секрет, что в настоящее время приблизительно половина потребляемой серверами энергии тратится на их охлаждение. Поэтому поиск эффективных систем охлаждения — актуальный вопрос.

Исследователи из Технического университета Чалмерса (Гётеборг, Швеция) разработали метод эффективного охлаждения электроники с помощью графеновой пленки. Оказалось, что она проводит тепло в четыре раза лучше меди и легко прикрепляется к электронным компонентам, сделанным из кремния. Однако несколько слоев атомов не в состоянии обеспечить отвод большого объема тепла. С увеличением же числа слоев растет и риск отрыва пленки от основы. Решить эту проблему удалось, добавив в графеновую пленку силан APTES (вещество, традиционно применяемое для усиления сцепления битума со щебнем в асфальте). Подвергнутый нагреву и гидролизу он не только улучшает сцепление, но и вдвое увеличивает плоскостную (in-plane) теплопроводность графеновой пленки: до 1600 Вт/мК, при толщине пленки 20 мкм.

На другом континенте сотрудники Университета Райса (Хьюстон, Техас) Ружбе Шахсавари и Навид Сакхаванд завершили первый теоретический анализ возможности применения трехмерного нитрида бора в качестве настраиваемого материала для отвода тепла от электронных устройств.

В двумерной форме гексагональный нитрид бора (или белый графен) выглядит так же, как монослой атомов углерода. Но h-BN является не проводником, а естественным изолятором. Проведенные симуляции показали, что 3D-структуры из плоскостей h-BN, соединенных нанотрубками нитрида бора, будут способны переносить фононы во всех направлениях, как параллельно, так и перпендикулярно плоскости. При этом, чем больше нанотрубок или чем они короче, тем медленнее распространяется тепло, а длинные трубки ускоряют теплообмен.

Этот тип системы объемного управления теплообменом открывает возможности создания тепловых вентилей или тепловых выпрямителей, в которых поток тепла в одном направлении будет отличаться от встречного потока. Благодаря изолирующим свойствам нитрида бора, он может стать удачным дополнением к графену в будущих устройствах трехмерной наноэлектроники.

Применение этих технологий сделает возможным появление более быстрой, миниатюрной и экономичной мощной электроники – светодиодов, лазеров и радиочастотных компонентов.

Автор: Sykoku

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля