IBM intenta abordar la refrigeración por chip de nanotubo

Investigadores de IBM dijeron el lunes están buscando formas de mejorar la gestión del calor en los transistores de nanotubos de carbono para evitar que se autodestruyan.

Los investigadores encontraron formas de medir las temperaturas de los diminutos nanotubos de carbono, lo que antes no era posible, dijo Phaedon Avouris, compañero de IBM. gerente, ciencia y tecnología a nanoescala, en IBM Research.

Las computadoras portátiles y de escritorio actuales usan chips de silicio que se están reduciendo a tamaños más pequeños para hacerlos más rápidos y más eficientes. Con ese fin, más transistores se agrupan en chips, y cuanto más pequeño es un transistor, mejor se desempeña. Para crear transistores más pequeños, los desarrolladores de chips están explorando el uso de nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono son cilindros hechos de átomos de carbono, con un diámetro de 1 a 2 nanómetros.

Pero los nanotubos de carbono deben ser comprendidos antes de ser implementados, y la disipación de calor es una de sus limitaciones, dijo Avouris. Demasiados nanotubos de carbono agrupados son difíciles de enfriar simplemente soplando aire a través de los circuitos, dijo. El exceso de calor reduce el rendimiento y eventualmente podría hacer que los nanotubos se autodestruyan.

"El primer paso es entender cómo los electrones fluyen a través de este material, ya que es completamente diferente a la forma en que los electrones fluyen a través del silicio", dijo Avouris. Los nanotubos de carbono basados ​​en materiales como el grafeno tienen mecanismos inusuales de calentamiento y disipación que podrían tener implicaciones más amplias para la nanotecnología.

El calor se genera en los nanotubos por la velocidad con la que los átomos vibran. Cuanto más rápido vibran los átomos, más calor generan, que luego se disipa al sustrato, que es el material que mantiene el nanotubo en su lugar. Los científicos compararon la comprensión del calentamiento y la disipación de nanotubos con la comprensión de la disipación de calor en chips de silicio convencionales.

"Eso es lo que te importa en una computadora. No solo cómo se calientan los dispositivos, sino cómo se calienta toda la computadora. toma tu laptop, ponla en tu regazo, eventualmente comienzas a quemar tus piernas. Esa es la transferencia de calor de los dispositivos individuales al sustrato de la computadora, luego al chasis … a tu pierna ", dijo Avouris.

Sin embargo, el silicio y los nuevos nanotubos de carbono funcionan de manera diferente, por lo que los investigadores tienen que dar un paso atrás y comprender la ciencia de este nuevo material, dijeron los investigadores.

Los investigadores examinaron formas eficientes de transferir calor de los nanotubos al sustrato con la ayuda de otro material de carbono que se encuentra en el medio.

Los hallazgos son de importancia científica fundamental y crucial en la creación de sistemas de gestión térmica que regulen el calor del futuro carbono dispositivos basados ​​en nanotubos, dijo Avouris.

Esta es una investigación inicial para comprender el calor y el enfriamiento de los nanotubos de carbono, dijo Avouris. Se requieren muchos más pasos en la investigación antes de que tales dispositivos se puedan producir comercialmente, pero este es un paso extremadamente importante, dijo.

"La comprensión de cómo fluye el calor a través de dispositivos de nanotubo específicos tendrá implicaciones importantes en la operación y integración de futuros dispositivos basados ​​en carbono ", dijo Avouris.

Los investigadores publicaron sus hallazgos en una edición reciente de Nature Nanotechnology.