Охлаждением микропроцессоров займутся углеродные нанотрубки
Группа исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса, кураторством которой занимается Министерство энергетики США в Беркли, объявила о том, что разработала новую технологию, позволяющую использовать углеродные нанотрубки для построения систем охлаждения для микропроцессоров.
Ученые говорят, что их метод очень прост и с легкостью может быть адаптирован для массового производства подобных систем охлаждения. Напомним, что углеродные нанонтрубки ценятся учеными за их отменные физические и химические свойства. Их можно либо выращивать, либо производить из свернутых двумерных листов графена.
Современные микропроцессоры способны справляться с чрезвычайно сложными задачами. Однако минусом этой возможности является вероятность выделения огромного объема тепла. Без качественного охлаждения миллиарды транзисторов, расположенных на площади всего в несколько квадратных сантиметров, могут с легкостью раскаляться до температуры кипения воды.
Сейчас процессоры охлаждаются сами разными способами, начиная от использования теплопроводимых паст и кулеров и заканчивая системами жидкостного охлаждения. В некоторых случаях еще используется жидкий азот или сухой лед, но это уже только в тех случаях, когда требуется ультимативное охлаждение (максимальный разгон процессора). Однако при использовании углеродных нанотрубок, по мнению ученых, эффективность систем охлаждения можно будет увеличить многократно по сравнению с теми системами охлаждения, которые сейчас можно найти на рынке.
Главой данного исследования является Френк Оглтри, руководитель Отдела материаловедения при Национальной лаборатории имени Лоуренса. Основной задачей, с которой справились исследователи, было выяснить возможность соединения лигандами (донорами электронной пары, или просто связующим мостом) углеродные нанотрубки и металлическую поверхность микропроцессора посредством упругой ковалентной связи.
В результате этих манипуляций, команда ученых отметила 600-процентный прирост объема передаваемого потока тепла от микропроцессора. Присоединение нанотрубок к металлической поверхности получилось за счет использования газа под давлением и жидких химикатов низкой температуры, что подразумевает возможность адаптации использования этого метода производителями микропроцессоров.
«Мы создали ковалентно-связанные пути, работающие с оксидными материалами, вроде алюминия и кремния, а также с более благородными металлами вроде золота и меди», — говорит Оглтри.
«В обоих случаях мы видим улучшение в сцепке поверхностей между нанотрубками и процессором, что в конечном итоге значительно повышает перенос тепла через этот интерфейс», — добавляет ученый.
Полные детали этой технологии были опубликованы в научном журнале Nature Communications.
