IBM tenta di affrontare il raffreddamento dei chip nanotubo

I ricercatori hanno trovato dei modi per misurare le temperature di piccoli nanotubi di carbonio, cosa che non era possibile in precedenza, ha detto Phaedon Avouris, IBM fellow e manager, scienza e tecnologia su scala nanometrica, presso IBM Research.

I laptop e desktop di oggi utilizzano chip di silicio che vengono ridimensionati a dimensioni più piccole per renderli più veloci e più efficienti. A tal fine, più transistor vengono raggruppati in chip, e più piccolo è un transistor, migliore è il suo rendimento. Per creare transistor più piccoli, gli sviluppatori di chip stanno esplorando l'uso di nanotubi di carbonio. I nanotubi di carbonio sono cilindri fatti di atomi di carbonio, con un diametro da 1 a 2 nanometri.

Ma i nanotubi di carbonio devono essere compresi prima di essere implementati e la dissipazione del calore è uno dei loro limiti, ha detto Avouris. Troppi nanotubi di carbonio raggruppati insieme sono difficili da raffreddare semplicemente soffiando aria attraverso i circuiti, ha detto. Il calore in eccesso riduce le prestazioni e alla fine potrebbe causare l'autodistruzione dei nanotubi.

"Il primo passo è comprendere come gli elettroni fluiscano attraverso questo materiale, poiché è completamente diverso dal modo in cui gli elettroni fluiscono attraverso il silicio", ha detto Avouris.. I nanotubi di carbonio basati su materiali come il grafene hanno insoliti meccanismi di riscaldamento e dissipazione che potrebbero avere implicazioni più ampie per le nanotecnologie.

Il calore viene generato nei nanotubi di carbonio dalla velocità con cui gli atomi vibrano. Più velocemente gli atomi vibrano, più calore generano, che viene poi dissipato sul substrato, che è il materiale che tiene in posizione il nanotubo. Gli scienziati hanno paragonato la comprensione del riscaldamento e della dissipazione dei nanotubi per la comprensione della dissipazione del calore nei chip di silicio convenzionali.

"Questo è quello che ti interessa in un computer: non solo come i singoli dispositivi si surriscaldano, ma come tutto il computer si surriscalda. prendi il tuo laptop, mettilo in grembo, alla fine inizi a bruciare le gambe: è il trasferimento di calore dai singoli dispositivi al substrato del computer, quindi al telaio … fino alla gamba ", ha detto Avouris.

Tuttavia, il silicio ei nuovi nanotubi di carbonio funzionano in modo diverso, quindi i ricercatori devono fare un passo indietro e comprendere la scienza di questo nuovo materiale, hanno detto i ricercatori.

I ricercatori hanno esaminato metodi efficienti per trasferire il calore dai nanotubi al substrato con l'aiuto di un altro materiale di carbonio che si trova in mezzo.

I risultati sono di fondamentale importanza scientifica e cruciali nella creazione di sistemi di gestione termica che regoleranno il calore del futuro carbonio Dispositivi basati su nanotubi, Avouris ha detto.

Questa è una ricerca iniziale per comprendere il calore e il raffreddamento su nanotubi di carbonio, ha detto Avouris. Sono necessari molti altri passi nella ricerca prima che questi dispositivi possano essere prodotti commercialmente, ma questo è un passo estremamente importante, ha detto.

"La comprensione di come i flussi di calore attraverso specifici dispositivi a nanotubi avranno importanti implicazioni sul funzionamento e integrazione dei futuri dispositivi basati sul carbonio ", ha detto Avouris.

I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte in un recente numero di Nature Nanotechnology.