Nowy materiał do chłodzenia elektroniki

Zespół fizyków teoretycznych z US Naval Research Laboratory (NRL) oraz Boston College zidentyfikowało sześcienny arsenek boru jako materiał o wyjątkowo wysokiej przewodności cieplnej i potencjale w zakresie przenoszenia ciepła skuteczniej od diamentu używanego w elektronice.

Jako, że urządzenia mikroelektroniczne stają się coraz mniejsze, szybsze i mocniejsze, termika staje się wielkim wyzwaniem dla projektantów. Praca naukowców stanowi nowe spojrzenie na naturę termicznego transportu na poziomie ilościowym. Jest kolejnym krokiem w badaniach nad znaczeniem pasywnego chłodzenia elektroniki.

Obliczając przewodność cieplną sześciennych III- i V-wartościowych związków boru, zespół odkrył, że arsenek boru (BAS) ma przewodnictwo cieplne większe niż 2000 Watów na metr na Kelwin. Jest to wynik porównywalny do diamentu i grafitu, które mają obecnie najlepsze właściwości termiczne.

W przeciwieństwie do metali, gdzie elektrony przenoszą ciepło, diament i arsenek boru są izolatorami. Ciepło przenoszone jest za pomocą fal wibracyjnych (fononów). Niestety diament jest bardzo drogi, a alternatyw jest bardzo niewiele. Dopiero teraz pojawiła się nadzieja na zmianę status quo.

Dzięki technikom ilościowym, o wiele sprawniej możemy badać naturę rozpraszania ciepło przez różne materiały. W ciągu ostatnich lat, wkład w rozwój tej techniki wnieśli właśnie naukowcy z NRL. Wyniki mówiące o wibracyjnej naturze transportu cieplnego są niezwykle zaskakujące. Przewodnictwo zależy w takich materiałach od ich częstotliwości własnych.

Co najważniejsze teoretyczny model rozprowadzania ciepła pokrywa się z modelem matematycznym.

(rr)