晶体可以帮助电脑芯片保持凉爽

编者按:此功能出现在2019年冬季版德州达拉斯杂志上. 从那时起,列出的职称或教员可能已经发生了变化.
达拉斯德州大学的研究人员和一组同事已经 发明了一种解决电子设备过热的潜在方法——导热晶体.
将热量从计算机内部电路传输到外部环境是至关重要的. 过热的电脑芯片会使程序运行缓慢或死机, 完全关闭设备,否则将造成永久性损坏.
问题是,越来越小、越来越快的电子产品的热管理正面临瓶颈. 以目前的技术, 由内而外散发的热量是有限的.
犹他大学的研究人员和他们在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和休斯顿大学的合作者已经创造了一个潜在的解决方案, 在8月发表的一项研究中描述. 2018年10月10日 科学.
该团队生产了一种名为砷化硼的半导体材料晶体,这种材料具有极高的导热性, 描述材料传热能力的一种特性.
“对于依赖计算机芯片和晶体管的行业来说,热管理非常重要,”医生说。. 吕冰,物理学助理教授,该研究的通讯作者. “高性能, 小型电子产品, 夺宝连环免费游戏-夺宝连环免费游戏手机版下载(电子)-apple app store-夺宝连环排行榜不能用金属散热,因为金属会引起短路. 夺宝连环免费游戏-夺宝连环免费游戏手机版下载(电子)-apple app store-夺宝连环排行榜不能使用冷却风扇,因为它们占用空间. 夺宝连环免费游戏-夺宝连环免费游戏手机版下载(电子)-apple app store-夺宝连环排行榜需要的是一种廉价的半导体,它也能散发大量的热量.”
今天的大多数计算机芯片都是由硅元素制成的, 一种晶体半导体材料,能充分地散热. 但硅, 与其它冷却技术相结合集成到设备中, 只能处理这么多.
2013年,波士顿学院(Boston College)和美国的研究人员.S. 海军研究实验室发表了一项研究,预测砷化硼作为一种散热器可能会表现得非常好. 2015年,Lv和他在休斯顿大学的同事成功地制造出了这种砷化硼晶体, 但这种材料的导热性相当低.
从那时起, Lv在德州大学达拉斯分校的工作重点是优化晶体生长过程,以提高材料的性能.
吕博士曾与博士后研究助理. 盛李, 该研究的共同主要作者, 物理学博士生刘小元, 也是一名研究作者, 利用一种叫做化学蒸汽传输的技术来制造高导热晶体.
Dr. David Cahill是共同通讯作者. 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Pinshane Huang的研究小组用最先进的电子显微镜研究了砷化硼晶体中的缺陷,并测量了夺宝连环免费游戏-夺宝连环免费游戏手机版下载(电子)-apple app store-夺宝连环排行榜生产的非常小的晶体的导热性.
“我认为砷化硼对电子的未来有很大的潜力,”吕说. “它的半导体特性与硅非常相似, 这就是为什么在半导体器件中加入砷化硼是理想的.”
吕说,虽然砷元素本身对人体是有毒的, 一旦与砷化硼这样的化合物结合, 这种材料变得非常稳定和无毒.
这项研究得到了海军研究办公室和空军科学研究办公室的支持.
从左至右:研究作者刘晓原博士. 吕冰博士. 盛李.