Ученые нашли новый способ эффективного отвода и рассеивания тепла в электронике

Электроника


Международная группа, возглавляемая учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside), разработала новый способ эффективного отвода и рассеивания тепла, выделяющегося во время функционирования полупроводниковых электронных приборов. Высокой эффективности ученые добились путем принудительного изменения энергетического спектра акустических фононов, квазичастиц, состоящих из упорядоченных волнообразных тепловых колебаний атомов материала в кристаллической решетке. А распространение и параметры этих фононов регулировались и ограничивались структурами нанометрового масштаба, изготовленными из полупроводникового материала определенного вида.

В качестве ограничительных наноструктур выступали нанопроводники из арсенида галлия (GaAs), синтез которых выполнила группа исследователей из Финляндии, которая, помимо этого, использовала метод спектроскопии Мандельштама-Бриллюэна (Brillouin-Mandelstam light scattering spectroscopy, BMS) для изучения движения фононов через прозрачные наноструктуры.

Изменяя форму и размеры наноструктур из арсенида галлия, ученые смогли добиться изменений энергетического спектра, дисперсии, акустических фононов так, что эти фононы обеспечили максимально эффективный перенос тепла от места его выделения к месту его рассеивания. Такая возможность является ключевым моментом в деле разработки наноразмерных электронных устройств, ведь зачастую большое количество выделяющегося тепла не дает инженерам возможности дальнейшего сокращения размеров устройства. Помимо этого, управление фононами позволяет направить их в области термоэлектрических преобразователей, которые будут превращать его назад в электрическую энергию, которую можно будет использовать повторно.

"В течение нескольких лет единственным методом изменения удельной теплопроводности электронных устройств заключался в использовании наноструктур-проводников фононов, имеющих определенные границы и интерфейсы. Мы же экспериментально продемонстрировали возможность изменения параметров фононов, которые передвигаются быстрее и которые могут двигаться в заданном направлении без дополнительных элементов-теплоотводов" - рассказывает Александр Баландин, профессор из Калифорнийского университета, - "Наша работа может стать основой для технологий, позволяющих создавать полупроводниковые материал, имеющие заранее заданные тепловые и электронные свойства, которые, в свою очередь, станут основой электронных приборов нового поколения".




Ключевые слова:
Электроника, Тепло, Охлаждение, Фонон, Энергия, Спектр, Дисперсия, Нанопроводник, Арсенид, Галлий

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые выяснили, что материал нитей паутины обладает "полупроводниковыми" ...
  • Ученые превратили алмаз в практически идеальный полупроводник для силовой э ...
  • Ученые выяснили, что тепло распространяется в графене и других "плоских" ...
  • Ученые при помощи акустических волн заставили свет перемещаться по нанопров ...
  • Исследователи обнаружили новый материал для создания высокоэффективных сист ...




  • 20 ноября 2016 00:35
    #1 Написал: kloniv1982

    Публикаций: 0
    Комментариев: 42
    Незаменимое исследование для носимой электроники. А то казалось что из одежды будут радиаторы торчать, а вот нет, тепло от чипов будет равномерно по одежде распределятся. Для Сибири самое то.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.