Novi materijal koji je identificirala američka mornarica mogao bi revolucionirati odvođenje topline računalskog čipa

bor nitrid

Jedan od najvećih izazova u dizajnu poluvodiča je pronalaženje načina za prebacivanje otpadne topline iz konstrukcije u bilo koje područje rasipanja koje je za nju dizajnirano. Ovaj problem nema puno koristi - hlađenje procesora i sustava, kada se raspravlja, usredotočuje se na pronalaženje učinkovitijih načina za uklanjanje topline s poklopca hladnjaka ili vrha matrice. Pitanje koliko se učinkovito može prenositi toplina do ta je točka jednako važna kao i ono što joj se poslije događa. Istraživači koji rade u Američkom pomorskom istraživačkom laboratoriju u partnerstvu s Boston Collegeom pronašli su novu, izuzetno učinkovitu metodu prijenosa. Tajna? Kubični bor arsenid.

Prema istraživačkom timu, toplinska vodljivost sobnog temperature borovog arsenida BAs) viša je od 2000 Wm-1K-1. To je na razini dijamanta ili grafita, koji imaju najveće skupne vrijednosti koje su poznate, ali je s njima izuzetno teško raditi ili ih integrirati u proizvod. Teška je sinteza mase i precizna primjena dijamanta i grafita, što ograničava praktičnu upotrebu njihovih mogućnosti. Arsenid bora mogao bi se pokazati provodljivijim.

Razlog rođenja arsenida provodi toplinu tako učinkovito je posljedica vibracijskih valova (fonona) unutar rešetkaste strukture. U konvencionalnom metalu toplinu prenose elektroni. Budući da elektroni nose i električni naboj, postoji korelacija između toplinske vodljivosti metala i njegove električne vodljivosti na sobnoj temperaturi. Metali poput bakra i aluminija, koji dobro prenose toplinu, također imaju tendenciju da prilično dobro prenose električnu energiju, posebno u usporedbi sa željezom, koje je loš nosač, ili olovom, što je u osnovi mrzovoljna lama metalnog svijeta.



bor arsenid

Ovdje se radi teoretski i temelji se na modeliranju poznate rešetkaste strukture bora, ali matematika provjerava. Struktura rešetke i poznata svojstva poluvodiča, uključujući poluvodičke radove koji se izvode u III-V skupini čiji je dio bor, ukazuju na potencijalnu primjenu u solarnim ćelijama i krugovima otvrdnutim zračenjem. Jedna od ostalih prednosti bora, za razliku od materijala poput dijamanta, jest ta što je proizvodnja poluvodiča III-V već područje kontinuiranih istraživanja. Bor se može vezati za galijev arsenid (BGaAs), iako su podaci o njegovoj učinkovitosti u ovoj konfiguraciji donekle ograničeni.

Ako se predviđanje istraživača pokaže valjanim, nesumnjivo se koristi za ovu sposobnost. Galijev arsenid je nezgodna podloga za rad, što je jedan od razloga zašto je silicij ostao industrijski standard, ali očekuje se da će više proizvođača rasporediti III-V materijale u narednim godinama kako CMOS skaliranje postaje sve teže. Udaljavanje topline od tranzistora moglo bi omogućiti veće performanse i smanjiti potrebu za hlađenjem u bilo kojoj primjeni gdje je nakupljanje topline štetno za funkciju proizvoda (što će reći većini njih). Bor je također stekao nadzor posljednjih godina zahvaljujući načinu udruživanja s grafenom. Kao što je prikazano na slici na vrhu priče, bor nitrid i grafen mogu se uzgajati jedan pored drugog, stvarajući nanožice grafena koje su izolirane borom. Ovakve vrste primjene sugeriraju da bi se u budućnosti mnogo više pažnje moglo usmjeriti na bor, posebno ako se proizvodnja može povećati na industrijsku razinu.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com