Kaliforniya Universiteti, Los-Anceles tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Metal materiala işıq impulsu vurulduqdan sonra elektronlar tərəfindən daşınan istilik enerjisinin teta fazalı tantal nitrid vasitəsilə 0,1-dən 10 pikosaniyəyə qədər necə yayıldığını göstərən ardıcıllıq. Müəllif: H-Lab / UCLA

UCLA-nın rəhbərlik etdiyi, çoxmüəssisəli tədqiqat qrupu, metal materiallarında istilik ötürülməsinin limitləri ilə bağlı uzun müddətdir mövcud olan fərziyyələri şübhə altına alan metallar arasında ölçülən ən yüksək istilik keçiriciliyinə malik metal material kəşf etdi.

“Science” jurnalında dərc olunmuş tədqiqata UCLA Samueli Mühəndislik Məktəbinin mexaniki və aerokosmik mühəndislik professoru Yongjie Hu rəhbərlik edib. Komanda metallik teta-fazalı tantal nitridin istiliyi ən yaxşı ənənəvi istilik keçirən metallar olan mis və ya gümüşdən təxminən üç dəfə daha səmərəli keçirdiyini bildirib.

Elektronikada istilik keçiriciliyi niyə vacibdir

İstilik keçiriciliyi materialın istiliyi nə qədər səmərəli şəkildə daşıya biləcəyini təsvir edir. Yüksək istilik keçiriciliyinə malik materiallar elektron cihazlarda lokal qaynar nöqtələrin aradan qaldırılması üçün vacibdir, çünki həddindən artıq istiləşmə performansı, etibarlılığı və enerji səmərəliliyini məhdudlaşdırır. Mis hazırda qlobal istilik ötürücü bazarında dominantlıq edir və kommersiya istilik idarəetmə materiallarının təxminən 30%-ni təşkil edir və istilik keçiriciliyi metr-kelvin başına təxminən 400 vattdır.

   Arı Dilinin Əsl Görünüşü Budur

Video Player is loading.Play Video

UCLA-nın rəhbərlik etdiyi komanda, metal teta fazalı tantal nitridin isə, əksinə, təxminən 1100 Vt/mK ultra yüksək istilik keçiriciliyinə malik olduğunu və metal materiallar üçün yeni bir etalon qoyduğunu və metallarda istilik daşınmasının mümkünlüyünü yenidən müəyyənləşdirdiyini aşkar etdi.

Növbəti nəsil texnologiyalar üçün təsirlər

UCLA-da Kaliforniya NanoSistemlər İnstitutunun üzvü olan Hu bildirib ki , ” Süni intellekt texnologiyaları sürətlə inkişaf etdikcə, istilik yayılması tələbləri mis kimi ənənəvi metalları öz performans həddinə çatdırır və qlobal miqyasda çiplərdə və süni intellekt sürətləndiricilərində misdən çox asılılıq ciddi bir problemə çevrilir. Tədqiqatlarımız göstərir ki, teta fazalı tantal nitrid daha yüksək istilik keçiriciliyinə nail olmaq üçün tamamilə yeni və üstün alternativ ola bilər və yeni nəsil istilik materiallarının dizaynına rəhbərlik etməyə kömək edə bilər.”

Bir əsrdən çoxdur ki, mis və gümüş metallar arasında istilik keçiriciliyinin yuxarı həddini təşkil edir. Metal materiallarda istilik həm sərbəst hərəkət edən elektronlar, həm də fononlar kimi tanınan atom titrəmələri vasitəsilə ötürülür. Elektronlar və fononlar arasında güclü qarşılıqlı təsirlər və fonon-fonon qarşılıqlı təsirləri tarixən istiliyin metallarda nə qədər səmərəli axmasını məhdudlaşdırıb. UCLA-nın kəşfi göstərir ki, bu uzunmüddətli etalonu aşmaq olar.

Kəşfin arxasındakı elm

Nəzəri modelləşdirmə, teta fazalı tantal nitridin, tantal atomlarının azot atomları ilə altıbucaqlı şəkildə qarışdığı unikal atom quruluşuna görə qeyri-adi dərəcədə səmərəli istilik nəqli nümayiş etdirə biləcəyini irəli sürdü. Komanda, sinxrotron əsaslı rentgen səpələnməsi və ultrasürətli optik spektroskopiya da daxil olmaqla bir çox üsuldan istifadə edərək materialın performansını təsdiqlədi. Bu ölçmələr, istiliyin ənənəvi metallara nisbətən daha səmərəli şəkildə axmasına imkan verən son dərəcə zəif elektron-fonon qarşılıqlı təsirlərini aşkar etdi.

Tədqiqatçılar mikroelektronika və süni intellekt avadanlıqlarından başqa, bu kəşfin məlumat mərkəzləri, aerokosmik sistemlər və inkişaf etməkdə olan kvant platformaları da daxil olmaqla, istiliklə getdikcə məhdudlaşan geniş texnologiyalara təsir göstərə biləcəyini söyləyirlər.

Elektronika istilik idarəetməsi sahəsində aparıcı tədqiqatçı olan Hu, 2018-ci ildə başqa bir yüksək istilik keçiriciliyinə malik yarımkeçirici material olan bor arsenidin eksperimental kəşfinə öncülük etdi. O vaxtdan bəri onun qrupu yüksək performanslı istilik interfeysləri və soyutma üçün bor arsenidini birləşdirən qallium nitrid cihazlarını nümayiş etdirərək , materialın yeni nəsil yarımkeçirici texnologiyaları üçün vədini vurğuladı.

Daha çox məlumat: Suixuan Li və digərləri, Metallik θ-fazalı tantal nitridi misdən üçqat istilik keçiriciliyinə malikdir, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeb1142

Jurnal məlumatları: Elm Kaliforniya Universiteti, Los-Anceles tərəfindən təmin edilir