Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Поверхностные волны могут помочь наноструктурированным устройствам сохранять прохладу

Поверхностные волны могут помочь наноструктурированным устройствам сохранять прохладу

Опубликовал: Admin, 15-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 41, 0

Поверхностные волны могут помочь наноструктурированным устройствам сохранять прохладу

В связи с продолжающимся прогрессом в миниатюризации кремниевых микроэлектронных и фотонных устройств охлаждение структур устройств становится все более сложной задачей. В обычном переносе тепла в объемных материалах преобладают акустические фононы, которые представляют собой квазичастицы, которые представляют колебания решетки материала, подобно тому, как фотоны представляют световые волны. К сожалению, в этих крошечных структурах этот тип охлаждения достигает своих пределов.

Однако поверхностные эффекты становятся доминирующими по мере того, как материалы в наноструктурированных устройствах становятся тоньше, что означает, что поверхностные волны может предоставить необходимое решение для теплопередачи. Поверхностные фонон-поляритоны (СФП) - гибридные волны, состоящие из поверхностных электромагнитные волны и оптические фононы, которые распространяются по поверхности диэлектрических мембран, показали особые перспективы, и группа ученых под руководством исследователей из Института промышленных наук Токийского университета продемонстрировала и проверила увеличение теплопроводности, обеспечиваемое этими волнами.

«Мы создали СФП на мембранах из нитрида кремния разной толщины и измерили теплопроводность этих мембран в широком диапазоне температур», - говорит ведущий автор исследования Юньхуи Ву. «Это позволило нам установить конкретный вклад SPhP в улучшенную теплопроводность, наблюдаемую в более тонких мембранах».

Команда заметила, что теплопроводность мембран толщиной 50 нм или менее фактически удваивается при повышении температуры с 300 К до 800 К (примерно от 27 ° C до 527 ° C). Напротив, проводимость мембраны толщиной 200 нм снизилась в том же диапазоне температур, потому что акустические фононы все еще преобладает при такой толщине.

«Измерения показали, что диэлектрическая функция нитрида кремния не сильно изменилась в экспериментальном диапазоне температур, что означает, что наблюдаемое тепловое усиление может быть связано с действием SPhP», - объясняет Масахиро Номура из Института промышленных наук, старший автор книги. изучение. «Длина распространения SPhP вдоль границы раздела мембран увеличивается при уменьшении толщины мембраны, что позволяет SPhP проводить гораздо больше тепловой энергии, чем акустические фононы при использовании этих очень тонких мембран».

Таким образом, новый канал охлаждения, обеспечиваемый СФП, может компенсировать уменьшенный фонон теплопроводность что происходит в наноструктурированных материалах. Таким образом, ожидается, что SPhP найдут применение в управлении температурой кремниевых микроэлектронных и фотонных устройств.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии