Chłodzenie grafenem
W 2008 roku profesor Alexander Balandin z University of California Riverside wykazał, że pojedyncza warstwa niedawno odkrytego grafenu jest świetnym przewodnikiem ciepła. Zrodziło to nadzieję na wykorzystanie grafenu do chłodzenia układów scalonych, jednak dotychczas pozostawało to w sferze projektów z powodu olbrzymich trudności związanych z produkcją dużych, wolnych od wad fragmentów grafenu o grubości pojedynczego atomu.
Teraz, w artykule opublikowanym w
Nature Materials ukazał się artykuł, w którym Baladin i jego zespół informują, że warstwa grafenu o grubości wielu atomów, a taką jest łatwiej wyprodukować, równie dobrze przewodzi ciepło. Przy okazji badań dokonano znaczących odkryć, dzięki którym wyjaśnili, jak materiał przewodzi ciepło gdy ma grubość jednego atomu i jakie zmiany w przewodnictwie zachodzą w materiale wielokrotnie grubszym. To z kolei może pomóc w skutecznym usuwaniu ciepła z układów scalonych.
Zdaniem Balandina grafenu można użyć w połączeniu z krzemem. Co prawda uczony twierdzi, że obecnie nie jesteśmy w stanie produkować jego dużych ilości, ale prace badawcze szybko postępują i w ciągu roku lub dwóch sytuacja może zmieć się diametralnie. Początkowo, jego zdaniem, grafen będzie stosowany w bardzo ograniczonym zakresie, np. w obudowach układów scalonych czy w roli przezroczystych elektrod w ogniwach fotowoltaicznych. Jednak w ciągu pięciu lat może trafić do samych układów scalonych, gdzie zostanie użyty do tworzenia połączeń pomiędzy poszczególnymi elementami czy jako wymiennik ciepła.
Warto wspomnieć o odkryciu Borisa Yakobsona, fizyka z Rice University. On i jego studenci opracowali teoretyczny model pokazujący, że
fale dźwiękowe wędrujące w grafenie mogą wspomagać chłodzenie układów elektronicznych.
Mariusz Błoński