IBM versucht Nanotube-Chip-Kühlung

IBM-Forscher sagten dies am Montag Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/…3/index.html Die Forscher haben Wege gefunden, das Wärmemanagement in Kohlenstoff - Nanoröhrchen - Transistoren zu verbessern, um eine Selbstzerstörung zu verhindern.

Die Forscher haben Wege gefunden, die Temperaturen von winzigen Kohlenstoff - Nanoröhrchen zu messen, sagte Phaedon Avouris, IBM Manager, Nanowissenschaft und Technologie, bei IBM Research.

Heutige Laptops und Desktops verwenden Siliziumchips, die auf kleinere Größen herunterskaliert werden, um sie schneller und energieeffizienter zu machen. Zu diesem Zweck werden mehr Transistoren in Chips gebündelt, und je kleiner ein Transistor, desto besser ist es. Um kleinere Transistoren zu erzeugen, erforschen Chip-Entwickler die Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind Zylinder aus Kohlenstoffatomen mit einem Durchmesser von 1 bis 2 Nanometern.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen müssen jedoch verstanden werden, bevor sie umgesetzt werden, und die Wärmeableitung ist eine ihrer Grenzen, sagte Avouris. Zu viele Kohlenstoffnanoröhren, die zusammengebündelt sind, sind schwierig zu kühlen, indem sie einfach Luft durch die Kreisläufe blasen, sagte er. Überschüssige Wärme senkt die Leistung und könnte schließlich zur Selbstzerstörung der Nanoröhren führen.

"Der erste Schritt besteht darin, zu verstehen, wie Elektronen durch dieses Material fließen, da es völlig anders ist als die Elektronen durch Silizium", sagte Avouris. Kohlenstoffnanoröhrchen, die auf Materialien wie Graphen basieren, haben ungewöhnliche Erwärmungs- und Dissipationsmechanismen, die weitreichendere Auswirkungen auf die Nanotechnologie haben könnten.

In Kohlenstoffnanoröhren wird durch die schnelle Schwingung von Atomen Wärme erzeugt. Je schneller die Atome schwingen, desto mehr Wärme erzeugen sie, die dann an das Substrat abgegeben wird, das das Nanoröhrchen an seinem Platz hält. Die Wissenschaftler verstanden es, das Aufheizen und die Dissipation von Nanoröhren zu verstehen, um die Wärmeabfuhr in herkömmlichen Siliziumchips zu verstehen.

"Das interessiert Sie am Computer. Nicht nur, wie sich die einzelnen Geräte aufheizen, sondern wie sich der ganze Computer aufheizt nimm deinen Laptop, lege ihn auf deinen Schoß, du verbrennst schließlich deine Beine. Das ist die Wärmeübertragung von den einzelnen Geräten auf das Substrat des Computers, dann auf das Chassis … auf dein Bein ", sagte Avouris.

Allerdings arbeiten Silizium und die neueren Kohlenstoff-Nanoröhren anders, daher müssten die Forscher einen Schritt zurückgehen und die Wissenschaft dieses neuen Materials verstehen, sagten die Forscher.

Die Forscher untersuchten effiziente Wege, Wärme von den Nanoröhren auf das Substrat zu übertragen mit Hilfe eines anderen Kohlenstoffmaterials, das dazwischen sitzt.

Die Ergebnisse sind von grundlegender wissenschaftlicher Bedeutung und entscheidend für die Schaffung von Wärmemanagementsystemen, die die Wärme des zukünftigen Kohlenstoffs regulieren Nanoröhren-basierte Geräte, sagte Avouris.

Dies ist erste Forschung zum Verständnis von Wärme und Kühlung auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen, sagte Avouris. Viele weitere Schritte sind in der Forschung erforderlich, bevor solche Geräte kommerziell hergestellt werden könnten, aber dies ist ein äußerst wichtiger Schritt, sagte er.

"Das Verständnis, wie Wärme durch bestimmte Nanoröhrchen-Geräte fließt, wird wichtige Auswirkungen auf den Betrieb haben Integration von zukünftigen kohlenstoffbasierten Geräten ", sagte Avouris.

Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in einer aktuellen Ausgabe von Nature Nanotechnology.