روشی برای خنک کردن لپ‌تاب
روشی برای خنک کردن لپ‌تاب
محققان به تازگی روشی را برای خنک کردن لپ‌تاب ارائه کردند.
لپ‌تاب‌ها یکی از این فناوری‌های جهان مدرن امروز است که روزبه‌روز اندازه آن‌ها کوچک و کوچک‌تر شده، در عین حال قابلیت آن‌ها افزایش می‌یابد؛ اما میلیاردها مدار الکترونیکی نیمه‌رسانای موجود در آن، گرمایی معادل یک اجاق خانگی ایجاد می‌کند که می‌تواند به ذوب شدن آن‌ها و از کار افتادن لپ‌تاب منجر شود.
اخیراً روتکین و همکارانش در مرکز تحقیقاتی IBM’s T.J. Watson به همراه محققانی از مؤسسه یوفی‌سنپترزبورگ روسیه با توجه به سطح بالای پراکندگی الکترون‌ها در ترانزیستورهای نانولوله کربنی غیر‌‌‌‌معلق و استفاده از جفت شدگی حرارتی فونون ـ پولاریتون سطحی (SPP) روش نوینی را برای حل این مشکل یافته‌اند.
در مدارهای نانولوله‌ای به‌دلیل غیر همگن بودن نانولوله‌ها و زیرلایه‌ی آن‌ها، آهنگ انتقال گرما بسیار کند است؛ لذا گرما به‌سختی به ماده زیرین آن‌ها منتقل می‌شود اما در این شیوه جدید گرما به راحتی به سطح زیرین هدایت شده، الکترون‌های داغ از آن پراکنده می‌شوند. این محققان نشان داده‌اند که جفت‌شدگی حرارتی SPP، رسانش مؤثر گرمایی را در فصل مشترک نانولوله و زیرلایه‌ی قطبی تا 2 برابر افزایش می‌دهد. حسن این روش آن است که فرایند خنک کردن به طور طبیعی و بدون استفاده از هیچ بخش متحرک یا عامل خنک‌کننده‌ای انجام می‌شود.
در این روش پراکندگی الکترونی، موجی با عنوان «پولاریتون سطحی» ایجاد می‌کند. این پولاریتون‌های سطحی در محدوده میدان نزدیک بالای زیرلایه آن قدر قوی هستند که الکترون‌های داغ به‌راحتی از آن‌ها پراکنده شده، در اثر پدیده تونل‌زنی میدان نزدیک، انرژی خود را به نانولوله‌ی زیرین می‌دهند. به همین دلیل اغلب ابزارهای نیمه‌رسانایی ـ که امروزه ساخته می‌شوند ـ لایه‌ای از نانولوله یا نانوسیم درست روی زیر لایه اکسید سیلیسیومی خود دارند.
روتکین در این باره می‌گوید: اگر به جای زیرلایه‌ی اکسید سیلیسیومی از یک ماده دی‌الکتریک با ثابت بالاتر استفاده شود، حتی می‌توان پولاریتون‌های سطحی قوی‌تری را هم به دست آورد.
این محققان با استفاده از مدل‌های میکروسکوپی کوانتومی توانسته‌اند میزان گرمای خروجی را برحسب تابعی از میدان الکتریکی، آلایندگی و دما به دست آورند.
جزئیات این کار تحقیقاتی طی مقاله‌ای با عنوان «ساز و کار اساسی خنک کردن در الکترونیک نانولوله‌های کربنی» در شماره مارس نشریه «Nano Letters» (از نشریات پیشگام در حوزه‌ی فناوری نانو) منتشر شده است.