Микрочипы можно охлаждать нагреванием

В статье, вышедшей 19 января в журнале Nature Nanotechnology, предлагается, казалось бы, противоречащий интуиции способ решить проблему перегрева электронных устройств без их охлаждения.



«Мы выяснили, что наноэлектронные устройства можно защитить от генерируемого ими тепла, используя его для поддержания их функций», – поясняет один из авторов материала, профессор электротехники Университета Баффало, Джонатан Берд (Jonathan Bird).

Для подтверждения своего тезиса ученые изготовили полупроводниковые наноустройства на основе кристалла арсенида галлия, предоставленного Национальной лабораторией Сандиа. При повышении напряжения на входе, ток через нанопроводники чипа возрастал, а с ним увеличивалось и выделяемое тепло. Однако, вместо деградации, нанотранзистор спонтанно переходил в квантовое состояние, устойчивое к тепловому воздействию и обеспечивающее канал с высокой пропускной способностью для электрического тока.

Несмотря на то, что такое явление может казаться необычным, оно напрямую проистекает из квантовомеханической природы электроники, проявляющейся при переходе к наномасштабу. Ток состоит из электронов, которые самопроизвольно формируют узкое проводящее волокно в нанопроводнике. Именно это волокно обладает способностью противостоять влиянию перегревания.

«Не избавляясь от тепла, мы делаем так, что оно перестает воздействовать на электрическую сеть», – заключает Хан (Jong Han), разработавший теоретическую модель, объясняющую полученные экспериментальные данные.