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国际商用机器公司对纳米管芯片冷却的研究

2022-01-25 09:58:25 互联网 来源:
导读 IBM研究人员周一表示,他们正在研究改善碳纳米管晶体管热管理的方法,以防止它们自毁。IBM研究人员、IBM Research纳米技术经理费尔顿沃

IBM研究人员周一表示,他们正在研究改善碳纳米管晶体管热管理的方法,以防止它们自毁。

IBM研究人员、IBM Research纳米技术经理费尔顿沃尔斯(Felton Voorhees)表示,研究人员已经找到了一种测量微小碳纳米管温度的方法,这在以前是不可能的。

今天的笔记本电脑和台式电脑使用的硅芯片越来越小,以使它们更快、更节能。因此,更多的晶体管被捆绑到芯片中,晶体管越小,性能越好。

为了制造更小的晶体管,芯片开发人员正在探索使用碳纳米管。碳纳米管是由直径为1至2纳米的碳原子组成的圆柱体。

但是在实现之前,碳纳米管需要被理解,散热是它们的局限性之一,雅芳说。他说,有如此多的碳纳米管聚集在一起,仅仅通过电路吹气很难冷却它们。过热会降低性能,最终可能导致纳米管的自毁。

IBM也在探索如何利用纳米技术来扩大手机的范围,提高手机的电池寿命。

“第一步是我们想知道电子是如何流经这种材料的,因为它与电子流经硅的方式完全不同,”Avris说。基于石墨烯和其他材料的碳纳米管具有不同寻常的加热和耗散机制,这可能会对纳米技术产生更广泛的影响。

在碳纳米管中,热量是由原子振动的速度产生的。原子振动得越快,产生的热量就越多,热量随后散发到衬底上,衬底是将纳米管固定在适当位置的材料。科学家将理解纳米管的发热和散热与理解传统硅片的散热进行了比较。

“这就是你在电脑里关心的。不仅仅是单个设备如何发热,而是整个电脑如何发热。你拿着你的笔记本电脑,把它放在你的腿上,你最终会开始燃烧你的腿。这是将热量从单个设备传递到计算机的基板,然后再传递到机箱。”雅芳说。

然而,研究人员说,硅和新的碳纳米管的工作方式不同,因此研究人员必须退后一步,了解这种新材料的科学。

研究人员已经研究了一种有效的方法,在纳米管和基底之间的另一种碳材料的帮助下,将热量从纳米管传递到基底。

雅芳表示,这一发现具有重要的科学意义,对建立热管理系统具有重要意义,未来将对碳纳米管器件的热量进行调控。

雅芳说,这是一项初步研究,旨在了解碳纳米管的热和冷却。他说,在这项研究中,需要更多的步骤来商业化生产任何此类设备,但这是非常重要的一步。

雅芳表示:“了解热量如何通过特定的纳米管器件,将对未来碳基器件的运行和集成产生重要影响。


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