У процессоров есть существенная проблема с охлаждением, поскольку созданное внутренними транзисторами тепло должно пройти бутерброд из слоев материалов, плохо проводящих тепло. В результате внутренним слоям процессора бывает очень горячо, даже если общая температура чипа не превышает нормальные значения. Ученые уже давно ищут способы улучшить внутреннее охлаждение микросхем и недавно предложили решение в виде поверхностных волн.
Исследовательской группе профессора Бон Дже Ли на факультете машиностроения из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) удалось измерить недавно наблюдаемый перенос тепла, вызванный «поверхностным плазмонным поляритоном» (SPP) в тонкой металлической пленке, нанесенной на подложку.
Поверхностный плазменный поляритон относится к поверхностной волне, образующейся на поверхности металла в результате сильного взаимодействия между электромагнитным полем на границе раздела между диэлектриком и металлом и свободными электронами на поверхности металла и подобными коллективно вибрирующими частицами.
Исследовательская группа использовала поверхностные плазмон-поляритоны, которые представляют собой поверхностные волны, генерируемые на границе раздела металл-диэлектрик, для улучшения термической диффузии в тонких наноразмерных металлических пленках.
Поскольку этот новый режим теплопередачи происходит, когда на подложку наносится тонкая пленка металла, он очень удобен в процессе производства чипов и имеет преимущество в том, что его можно производить на большой площади.
Исследовательская группа показала, что теплопроводность выросла примерно на 25% из-за поверхностных волн, генерируемых на титановой (Ti) пленке толщиной 100 нм и радиусом около 3 см.
Возглавлявший исследование профессор KAIST Бонг Дже Ли сказал: «Значение этого исследования заключается в том, что новый режим теплопередачи с помощью поверхностных волн можно применять как наноразмерный распределитель тепла для эффективного рассеивания тепла вблизи горячих точек для легко перегреваемых полупроводниковых устройств».
Результат имеет большое значение для разработки высокопроизводительных процессоров, поскольку его можно использовать для быстрого рассеивания тепла на тонкой тонкой наноразмерной пленке. Ожидается, что этот новый метод теплопередачи решит фундаментальную проблему управления температурой в полупроводниковых устройствах, поскольку обеспечивает еще более эффективную теплопередачу при наноразмерной толщине.
