Nanoelektroniikkaan odotettua parempia lämpöjohteita

Brittiläisen Bristolin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että boori-nitridillä olevan aiempia mittauksia parempi  lämmönjohtavuus. Myös yhdysvaltalaisessa MIT:ssä on kehitetty lämpöä johtavia polymeerikalvoja. Uudet löydöt vievät kohti entistä vähemmän lämpenevää nanoelektroniikkaa.  

Tutkijoiden aiemmat mittaukset ovat tuottaneet boori-nitridille paljon pienempiä lämmönjohtavuuksia mutta materiaalin isotooppikonsentraatiota muokkaamalla brittitutkijat onnistuivat osoittamaan sen erittäin korkean lämmönjohtavuuspotentiaalin.

Kuva: University of Bristol

Käyttämällä erittäin puhdasta versiota boori-nitridistä, voitiin brittiyliopistossa osoittaa lämmönjohtavuuspotentiaali ensimmäistä kertaa, mikä 550 W/mK arvoilla on kaksinkertainen kuparin arvoon nähden.

Brittiyliopiston työryhmäö johti professori Martin Kuball. Hänen mukaansa seuraava askel on aloittaa aktiivisten elektronisten laitteiden valmistaminen boorinitridistä sekä integroida se muihin puolijohdemateriaaleihin.

Tehostettua lämmönjohtavuutta on osoitettu monissakin lähes monoisotooppisiksi muokatuissa materiaaleissa, kuten pii, germanium, gallium arsenidi, timantti ja grafeeni. Esimerkiksi yhdysvaltalaisen MIT:n insinöörit ovat puolestaan valmistaneet ohuita polymeerikalvoja, jotka johtavat lämpöä.

Kokeissa havaittiin, että muovikelmua ohuemmat kalvot johtavat lämpöä paremmin kuin keramiikka ja monet metallit.  Useimmat polymeerit johtavat lämpöä noin 0,1 – 0,5 W/mK mutta uuden polyeteenikalvon arvoksi mitattiin noin 60 W/mK.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), Bristollin yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI) ja tutkijoiden tiedeartikkeli Nature-lehdessä (LINKKI) sekä MIT:n tiedoteuutinen (LINKKI) ja tutkijoiden tiedeartikkeli (LINKKI).

Kuvituskuva: University of Bristol