Amerikas Savienotās Valstis izstrādā pusvadītāju materiālus ar augstu siltumvadītspēju, lai nomāktu mikroshēmu sildīšanu.
Palielinoties tranzistoru skaitam mikroshēmā, datora skaitļošanas veiktspēja turpina uzlaboties, taču lielais blīvums rada arī daudzus karstos punktus.
Bez atbilstošas siltuma pārvaldības tehnoloģijas papildus procesora darbības ātruma palēnināšanās un uzticamības samazināšanai ir arī iemesli Novērš pārkaršanu un prasa papildu enerģiju, radot energoefektivitātes problēmas.Lai atrisinātu šo problēmu, Kalifornijas universitāte Losandželosā 2018. gadā izstrādāja jaunu pusvadītāju materiālu ar ārkārtīgi augstu siltumvadītspēju, kas sastāv no bezdefektu bora arsenīda un bora fosfīda, kas ir līdzīgs esošajiem siltuma izkliedes materiāliem, piemēram, dimants un silīcija karbīds.attiecība, ar siltumvadītspēju vairāk nekā 3 reizes.
2021. gada jūnijā Kalifornijas Universitāte Losandželosā izmantoja jaunus pusvadītāju materiālus, lai tos apvienotu ar lieljaudas datoru mikroshēmām, lai veiksmīgi nomāktu mikroshēmu siltuma veidošanos, tādējādi uzlabojot datora veiktspēju.Pētnieku grupa ievietoja bora arsenīda pusvadītāju starp mikroshēmu un siltuma izlietni kā siltuma izlietnes un mikroshēmas kombināciju, lai uzlabotu siltuma izkliedes efektu, un veica pētījumus par faktiskās ierīces siltuma pārvaldības veiktspēju.
Pēc bora arsenīda substrāta savienošanas ar plašo enerģijas spraugu gallija nitrīda pusvadītāju tika apstiprināts, ka gallija nitrīda/bora arsenīda saskarnes siltumvadītspēja bija 250 MW/m2K, un saskarnes termiskā pretestība sasniedza ārkārtīgi mazu līmeni.Bora arsenīda substrāts tiek apvienots ar modernu augstas elektronu mobilitātes tranzistora mikroshēmu, kas sastāv no alumīnija gallija nitrīda/gallija nitrīda, un ir apstiprināts, ka siltuma izkliedes efekts ir ievērojami labāks nekā dimanta vai silīcija karbīda.
Pētnieku komanda darbināja mikroshēmu ar maksimālo jaudu un mērīja karsto punktu no istabas temperatūras līdz augstākajai temperatūrai.Eksperimentālie rezultāti liecina, ka dimanta siltuma izlietnes temperatūra ir 137 ° C, silīcija karbīda siltuma izlietne ir 167 ° C, bet bora arsenīda radiatora temperatūra ir tikai 87 ° C.Šīs saskarnes lieliskā siltumvadītspēja izriet no unikālās bora arsenīda fononiskās joslas struktūras un interfeisa integrācijas.Bora arsenīda materiālam ir ne tikai augsta siltumvadītspēja, bet arī neliela saskarnes termiskā pretestība.
To var izmantot kā siltuma izlietni, lai sasniegtu lielāku ierīces darbības jaudu.Paredzams, ka nākotnē to izmantos liela attāluma bezvadu sakaros.To var izmantot augstfrekvences jaudas elektronikas vai elektroniskā iepakojuma jomā.
Publicēšanas laiks: 08.08.2022