Ученые смогли в шесть раз повысить эффективность охлаждения микропроцессоров при помощи радиаторов из углеродных нанотрубок. Новый способ сцепления нанотрубок с металлическими поверхностями описан в статье, опубликованной в Nature Communications. Краткое описание исследования приведено на сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.
Для создания прочных ковалентных связей между охлаждаемой поверхностью (эксперименты проводились с алюминием, кремнием, золотом и медью) и выращенными нанотрубками физики использовали прослойку из органических молекул аминопропил-триалкоксисилана и цистеамина.
Механическое сцепление радиаторов с металлическими поверхностями оказалось достаточным для дальнейшего наращивания нанотрубок, чтобы улучшить теплоотведение. Углеродные нанотрубки были выбраны для охлаждения микросхем, поскольку их теплопроводность лучше, чем у алмазов — самого теплопроводящего природного минерала.
При этом авторы работы отметили, что, несмотря на общее улучшение теплоотдачи, большинство выращенных нанотрубок не закрепились непосредственно на металле. Исследователи планируют продолжить опыты для улучшения плотности контакта.
Теплоотведение играет важнейшую роль в работе интегральных микросхем, поскольку их вычислительная мощность снижается с ростом температуры. Проблема перегрева дополнительно усугубляется растущей плотностью транзисторов в современных микропроцессорах, для охлаждения которых используются как пассивные (металлические радиаторы), так и активные (кулеры и жидкостные системы) методы.