Вуглецеві нанотрубки можуть вирішити проблему перегріву наступних поколінь мікропроцесорів
Мікропроцесори, що використовуються в сучасних комп'ютерах, планшетних комп'ютерах і смартфонах, неухильно наближаються до межі фізичних обмежень, по досягненню якого їх подальше прискорення буде приводити до виділення великої кількості тепла. І ця проблема, проблема перегріву, буде збільшуватися в міру того, як інженери будуть пакувати все більшу кількість транзисторів в той же самий простір чіпів. Виходом з цього замкненого кола можуть стати нові високоефективні технології відведення зайвого тепла, і однією з таких перспективних технологій є використання вуглецевих нанотрубок, які мають дуже високий показник питомої теплопровідності, що дозволяє їм проводити через себе велику кількість теплової енергії.
"Питома теплопровідність вуглецевих нанотрубок перевищує питому теплопровідність алмазу і будь-якого іншого матеріалу природного походження. Але, з-за того, що вуглецеві нанотрубки дуже слабо активні, їх хімічну взаємодію з більшістю інших матеріалів вкрай слабо, що обумовлює високий тепловий опір в місці контакту нанотрубки з іншим матеріалом" - розповідає Франк Оглетри (Frank Ogletree), вчений-фізик з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі.
Групі Франка Оглетри, до складу якої входять двоє колишніх дослідників з компанії Intel вдалося домогтися шестиразового зменшення теплового опору та збільшення теплового потоку, відповідно, через точку контакту вуглецевої нанотрубки з металом. Успіх цього досягнення спирається на використання молекул певного органічного з'єднання, які виступають як "моста" між металом і вуглецевої нанотрубкой, зв'язуючись з допомогою сильних ковалентних зв'язків з атомами вуглецю і атомами металу.
"Тепловий опір в місці контакту нантрубки з металом відповідає тепловому опору між двома металевими частинами, які знаходяться на відстані 40 мікрометрів один від одного", - розповідає Сумэнджит Кор (Sumanjeet Kaur), один з дослідників, - "Наша технологія, в якій задіяні сполучні органічні молекули, дозволила скоротити це умовне відстань приблизно до семи мікрометрів".
Успіх групи вчених може прокласти шлях широкого використання вуглецевих нанотрубок для створення високоефективних шляхів виведення паразитного тепла з внутрішнього об'єму кристала мікропроцесора назовні, до зовнішнього тепловідводу. Звичайно, до того моменту, коли ця технологія буде дороблена до рівня, що забезпечує можливість її практичного використання, пройде деякий час. Протягом цього часу дослідникам з лабораторії Берклі доведеться вирішити ряд складних технічних проблем, в тому числі і проблему вирощування впорядкованих вертикальних рядів вуглецевих нанотрубок на кремнієвих підкладках майбутніх чіпів.