Tuppen til et atomkraftmikroskop skanner overflaten til en grafen-metall-kontakt for å måle temperaturen i punkter med en avstand på 10 nanometer og med en nøyaktighet på 250 mK. I bildet representeres temperaturdataene av ulike farger. (Bilde: Alex Jerez, Beckman Institute Imaging Technology Group )

Karbonbrikker kan kjøle seg selv

Ny fantastisk egenskap oppdaget ved supermaterialet grafen.

Utfordringene står i kø for kommersiell bruk av karbonmaterialet grafen, men samtidig oppdager forskere stadig nye og positive egenskaper ved grafen, noe som har ført til at temmelig mange forskningsinstitusjoner etter hvert forsøker å hanskes med utfordringene.

Fra før vet man at grafen, som er karbonark med en tykkelse på ett atom, leder strøm svært godt. Grafen har også andre egenskaper som gjør at det er en mulig arvtaker til silisium i mange mikrobrikker, inkludert prosessorer. Det er i alle fall håpet.

Nå har forskere ved University of Illinois funnet nok en fordelaktig egenskap ved grafen, nemlig sterke termoelektriske kjøleeffekter i punktene hvor en grafentransistor berører metallederne.

– I silisium og de fleste materialer er den elektroniske oppvarmingen mye større enn selvkjølingen, sier William King, professor i mekanikk og teknikk ved University of Illinois, i en pressemelding.

Tuppen til et atomkraftmikroskop skanner overflaten til en grafen-metall-kontakt for å måle temperaturen i punkter med en avstand på 10 nanometer og med en nøyaktighet på 250 mK. I bildet representeres temperaturdataene av ulike farger.
Tuppen til et atomkraftmikroskop skanner overflaten til en grafen-metall-kontakt for å måle temperaturen i punkter med en avstand på 10 nanometer og med en nøyaktighet på 250 mK. I bildet representeres temperaturdataene av ulike farger. Bilde: Alex Jerez, Beckman Institute Imaging Technology Group

– Derimot oppdaget vi at i disse grafentransistorene, er det regioner hvor den termoelektriske kjølingen kan være større enn resistive oppvarmingen, noe som gjør det mulig for disse enhetene å kjøle seg selv. Denne selvkjølingen har ikke tidligere blitt observert i grafenenheter, sier King.

Forskerne har brukt tuppen til et atomkraftmikroskop som temperatursonde for å utføre målingene.

Forskerne mener at den kraftige, selvkjølende effekten kan bidra til at grafenbasert elektronikk kan fungere med lite eller ingen form for ekstern kjøling. Varmeutviklingen i dagens datamaskiner og mikrobrikker begrenser i stor grad hvor raskt enhetene kan jobbe, samtidig som at kjøling utgjør en betydelig kostnad for de fleste datasentra.

    Les også:

Til toppen