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美国罗格斯大学开发了一种使用石墨烯为智能手机、电脑和其他电子芯片散热的方法

2017-03-28 123浏览 标签: 美国石墨烯冷却

2017327日,美国罗格斯大学宣布开发出了一种使用石墨烯高效地冷却微型芯片的方法,微型芯片是具有数十亿个晶体管的电子设备关键部件。罗格斯大学物理与天文系理事会物理教授(Board of Governors professor of physics)Eva Y. Andrei说:“你可以用石墨烯这种非常薄并且可以小型化的二维材料来冷却你的芯片上产生发热问题的过热点。这一解决方案不含活动部件,冷却效率很高。”

根据罗格斯大学领导的一项研究,电子元件的小型化以及功率不断增加引起的过热增加了对芯片冷却解决方案的需求。通过将石墨烯和氮化硼晶体衬底的结合,研究人员展示了一种更强大更高效的冷却机制。

微型电脑和智能手机芯片都面临严重的散热问题。当前的散热手段包括风扇散热、水冷散热。由于芯片发热越来越大,风扇散热越来越低效并且可能会出故障;水冷散热设备笨重,而且容易发生泄露对电脑造成损坏。

Andrei说:“我们的功率因数大约已经达到了以前的热电冷却器的2倍。”功率因数指的是主动冷却的有效性,也就是如本研究所示的,用电流把热量带走。而被动冷却是让热量自然扩散掉。本研究中,石墨烯放置在氮化硼制成的器件上。如果在发热的芯片上连接一段金属线,比如铜线,热量就会被动地被带走。而如果一段金属具有热端和冷端,金属的原子和电子在热端快速移动,但在冷端会运动缓慢。Andrei的研究团队向金属施加电压,产生从热端流向冷端的电流,电流推动电子带走热量,这种主动冷却的方式比被动冷却更高效。石墨烯在被动和主动冷却方面能力都很好,两者的结合使得石墨烯成为优秀的冷却器。


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