ABD'nin Los Angeles kentindeki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, ısı akışını kontrol etmek için elektrik alanını kullanan bir termal transistör icat ettiler. Bu konsept kanıtlayıcı cihaz türünün ilk örneği ve geliştiricileri bunun bilgisayar çiplerini soğutmak için kullanılabileceğini, hatta canlı hücrelerin ısıyı moleküler düzeyde nasıl düzenlediğini ortaya çıkarmak için kullanılabileceğini söylüyor.
Elektrik transistörleri, elektriğin (elektronların) bir çip içerisinde nasıl hareket ettiğini düzenleyen yarı iletken cihazlardır ve elektrik sinyallerini ve gücü yükseltmek veya değiştirmek için yaygın olarak kullanılırlar. Bunlar modern bilgi teknolojisinin yapı taşlarıdır ve giderek küçülen boyutları, milyarlarca doların artık tek bir çipe sıkıştırılabileceği anlamına gelmektedir.
Bu artan yoğunlukla ilgili sorun, elektronların yayılırken önemli miktarda ısı üretmesidir. Bu ısı ortadan kaldırılmazsa çipin performansı düşmeye başlayacak. Geleneksel ısı emiciler, ısıyı sıcak alanlardan pasif olarak uzaklaştırarak bu sorunu çözüyor ancak ısı aktarımını düzenlemenin daha dinamik bir yolu eksik. Bunun nedeni, ısı akışının dağıtıcı doğası, ısı taşıyıcılarının (fononlar) spektral dağılımı ve ısının genel olarak dış alanlarla çok zayıf tepki vermesi gerçeğinin, malzemelerin içinden geçen hassas ısı akışının kontrolünü çok zorlaştırmasıdır. Yongjie Hu, yeni araştırma çabalarına liderlik eden bir makine ve havacılık mühendisi.
Hu ve meslektaşları yeni termal transistörlerini, ısı için bir kanal görevi gören, kendiliğinden bir araya getirilen moleküler bir arayüzden yaptılar. Bir elektrik alanının üçüncü terminal kapısı yoluyla açılıp kapatılması, arayüz malzemesinin atomik bağlanma dinamikleri ve dolayısıyla bunun üzerindeki termal direnç üzerinde alan etkisi kontrolleri sağlar. Sonuç olarak, anahtarlama hızı 1 MHz'den yüksek ve termal iletkenlik oranı %1300'ün üzerinde olan ve 1 milyondan fazla kez anahtarlanabilen bir cihaz ortaya çıkıyor.
Hu, "Yeni tasarım prensibimiz, tıpkı onlarca yıldır elektrikli transistörlerde yapıldığı gibi, ısı hareketini bir elektrik alanının açılıp kapatılmasıyla yönettiği için bu alanda ileriye doğru büyük bir adımdır" dedi. Fizik dünyası. "Bu çok heyecan verici yeni ortaya çıkan ve hızla gelişen bir araştırma alanıdır ve tıpkı öncüllerimizin modern bilgi teknolojisinde devrim yaratan elektrik transistörleri alanında yaptığı gibi, devrim niteliğinde gelişmeler sağlamak için yeni konseptler ve tasarımlar üzerinde çalışıyoruz."
Termal yönetime yönelik çıkarımlar
Hu, ekibin çalışmasının elektronikte termal yönetim, 3D entegre devre paketleme, sürdürülebilir enerji sistemleri, endüstriyel işleme ve biyomedikal termal terapi üzerinde etkileri olabileceğini düşünüyor. Konseptin aynı zamanda insan vücudundaki ısı yönetimini, canlı hücrelerde aktif olan moleküler düzeydeki mekanizmalarda anlamanın yeni bir yolunu sunduğunu da ekliyor.
Termal aktarım 2D ince filmlerde balistik hale gelir
Ön sonuçlarından ilham alan araştırmacılar, mevcut çalışmalarını şu şekilde detaylandırıyor: Bilim, artık termal transistörlerin yapılarını ve malzemelerini optimize ederek performansını artırmanın yollarını araştırdıklarını söylüyorlar. Hu, "Bu gelişmiş termal transistörleri, 3 boyutlu entegre devreler ve chiplet tasarımları gibi güç devrelerine de entegre ediyoruz" diye açıklıyor. "Sistemimiz, bu termal transistörleri nano ölçekli hassas kontrolle kullanarak, mevcut en son teknolojileri geride bırakarak önemli ölçüde geliştirilmiş bilgi işlem performansı ve güvenilirliği elde etmeyi hedefliyor."
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/thermal-transistor-could-cool-down-computer-chips/
