IBM próbuje chłodzić proces chłodzenia chipów

Naukowcy IBM w poniedziałek powiedzieli, że szukają sposobów na ulepszenie zarządzania ciepłem w tranzystorach z nanorurek węglowych, aby zapobiec ich autodestrukcji.

Naukowcy znaleźli sposoby pomiaru temperatur małych nanorurek węglowych, co nie było wcześniej możliwe, powiedział Phaedon Avouris, IBM menedżer, nanotechnologia i technologia, w IBM Research.

Dzisiejsze laptopy i komputery używają chipów krzemowych, które są zmniejszane do mniejszych rozmiarów, aby były szybsze i bardziej energooszczędne. W tym celu więcej tranzystorów jest łączonych w układy, a im mniejszy tranzystor, tym lepiej. Aby stworzyć mniejsze tranzystory, twórcy chipów badają wykorzystanie nanorurek węglowych. Nanorurki węglowe są cylindrami wykonanymi z atomów węgla, o średnicy od 1 do 2 nanometrów.

Ale nanorurki węglowe muszą być zrozumiane przed wdrożeniem, a rozpraszanie ciepła jest jednym z ich ograniczeń, powiedział Avouris. Zbyt wiele nanorurek węglowych zgromadzonych razem jest trudnych do schłodzenia, po prostu przepuszczając powietrze przez obwody, powiedział. Nadmiar ciepła obniża wydajność i ostatecznie może spowodować autodestrukcję nanorurek.

"Pierwszym krokiem jest zrozumienie, jak elektrony przepływają przez ten materiał, ponieważ jest on zupełnie inny niż elektrony przepływające przez krzem", powiedział Avouris. Nanorurki węglowe oparte na materiałach takich jak grafen mają niezwykłe mechanizmy ogrzewania i dyssypacji, które mogą mieć szersze implikacje dla nanotechnologii.

W nanorurkach węglowych wytwarza się ciepło dzięki szybkiemu wibracjom atomów. Im szybciej atomy wibrują, tym więcej wytwarzają ciepło, które następnie są rozpraszane do podłoża, które jest materiałem, który utrzymuje nanorurkę na swoim miejscu. Naukowcy porównali rozumienie nagrzewania i rozpraszania nanorurek do zrozumienia rozpraszania ciepła w konwencjonalnych układach krzemowych.

"To, na czym Ci zależy w komputerze, nie tylko jak poszczególne urządzenia się nagrzewają, ale jak cały komputer się nagrzewa. weź laptopa, połóż go sobie na kolanach, w końcu zaczniesz spalać nogi, to przeniesienie ciepła z poszczególnych urządzeń na podłoże komputera, a potem na podwozie … na twoją nogę ", powiedział Avouris.

Jednak krzem i nowsze nanorurki węglowe działają inaczej, więc badacze musieli zrobić krok wstecz i zrozumieć nauki o tym nowym materiale, naukowcy stwierdzili.

Naukowcy zbadali skuteczne sposoby przekazywania ciepła z nanorurek do podłoża za pomocą innego materiału węglowego, który znajduje się pomiędzy.

Odkrycia mają fundamentalne znaczenie naukowe i są kluczowe w tworzeniu systemów zarządzania ciepłem, które regulują ciepło przyszłego węgla Opierając się na nanorurkach, powiedział Avouris.

To pierwsze badania nad zrozumieniem ciepła i chłodzenia nanorurek węglowych, powiedział Avouris. Zanim takie urządzenia będą mogły być produkowane komercyjnie, konieczne są jeszcze dalsze kroki, ale jest to niezwykle ważny krok, powiedział.

"Zrozumienie, w jaki sposób ciepło przepływa przez określone urządzenia nanorurek, będzie miało znaczący wpływ na działanie i integracja przyszłych urządzeń opartych na węglu "- powiedział Avouris.

Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w najnowszym numerze Nature Nanotechnology.