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Los nano sándwiches en electrónica reducen significativamente el riesgo de sobrecalentamiento – Calendae

Hola de nuevo. Yo soy Jordi Oriol y esta vez vamos a hablar sobre Los nano sándwiches en electrónica reducen significativamente el riesgo de sobrecalentamiento – Calendae

Un nuevo estudio sobre «Reducción del sobrecalentamiento de materiales 2DPublicado en el Journal of Advanced Materials. El trabajo detrás del estudio se atribuye a los investigadores del Universidad de Illinois en la Facultad de Ingeniería de Chicago. Al combinar los materiales bidimensionales utilizados en los dispositivos nanoelectrónicos entre sus bases de silicio tridimensionales, han formado una capa ultrafina de óxido de aluminio que puede reducir significativamente el riesgo de falla de los componentes debido al sobrecalentamiento.

La inserción de materiales bidimensionales reduce el sobrecalentamiento

Los componentes electrónicos modernos basados ​​en silicio utilizan materiales 2D como grafeno. Estos materiales consisten en una capa de átomos de carbono de un solo átomo de espesor. Se utilizan en componentes electrónicos, lo que les permite ser varios órdenes de magnitud más pequeños que si estuvieran hechos de materiales 3D convencionales. Estos materiales 2D permiten muchas características únicas en esas nanoestructuras 3D. Pero la principal desventaja de utilizar este tipo de juntas de material es que tienden a sobrecalentarse y perder su rendimiento.

En el campo de la nanoelectrónica, la mala disipación de calor de los materiales 2D ha sido un cuello de botella para realizar todo su potencial al permitir la producción de componentes electrónicos cada vez más pequeños manteniendo la funcionalidad.

-declarado Amin Salehi-Khojin, profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial en la Facultad de Ingeniería de la UIC.

Una de las razones más importantes por las que los materiales 2D no pueden transferir calor al silicio de manera eficiente es que las interacciones entre los materiales 2D y el silicio en los componentes son bastante débiles. Las uniones entre los materiales 2D y el sustrato de silicio no son muy fuertes, por lo que cuando se acumula calor en el material 2D, crea puntos calientes que hacen que el dispositivo se sobrecaliente y falle.

Para mejorar la conexión entre el material 2D y la base de silicio para mejorar la conductancia térmica, los ingenieros experimentaron agregando una capa ultrafina adicional de material encima de la capa 2D. Crear un «Nano-sandwichCon la base de silicona y material ultrafino que actúa como un “pan”. Al agregar otra capa «encapsulante» sobre el material 2D, pudieron duplicar la transferencia de energía entre el material 2D y la base de silicio.

Salehi-Khojin y sus colegas crearon un transistor experimental utilizando Óxido de silicio para la base, carburo para material 2D e Oxido de aluminio para el material de encapsulación. A temperatura ambiente, los investigadores encontraron que la conductancia térmica del carburo a la base de silicio era dos veces más alta con la adición de la capa de óxido de aluminio que sin ella.

Aunque nuestro transistor es un modelo experimental, demuestra que al agregar una capa de encapsulación adicional a esta nanoelectrónica 2D, podemos aumentar significativamente la transferencia de calor a la base de silicio, lo que contribuirá en gran medida a preservar la funcionalidad de estos componentes al reducir la probabilidad de que se quemen. ,

  • Salehi-Khojin dijo. Los próximos pasos incluirán probar diferentes capas de encapsulación para ver si pueden mejorar aún más la transferencia de calor.

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