استفاده از لایه نازک برای خنک کردن تراشه‌ها

محققان با استفاده از لایه‌های نازک موفق به کاهش دمای تولید شده در تراشهها شدند. با این کار می‌توان عملکرد پردازشگرها را افزایش داد.

محققان موسسه فیزیک مسکو روشی برای گرم شدن بیش از حد میکروپردازشگرهای اپتوالکترونیک ارائه کردند. آنها پردازشگری ساختند که می‌تواند با سرعتی 10 هزار برابر سریع‌تر از پردازشگرهای رایج کار کند.
سرعت پردازشگرهای چند هسته‌ای که در حال حاضر در کامپیوترهای پرسرعت استفاده می‌شود بستگی زیادی به سرعت هر هسته ندارد بلکه به زمان انتقال داده‌ها میان هسته‌ها بستگی دارد. سیم‌های مسی مورد استفاده در پردازشگرها موجب محدود شدن پهنای باند می‌شود. بنابراین این سیم‌ها پاسخگوی نیاز تولیدکنندگان پردازشگرهای پر سرعت نیستند. به بیان دیگر، با دوبرابر شدن تعداد هسته‌ها، توان پردازش دوبرابر نخواهد شد.
غول‌های بزرگ صنعت نیمه‌هادی نظیر اینتل، IBM، اوراکل و HP تنها را حل این مشکل را انتقال از الکترونیک به فتونیک می‌دانند و در حال حاضر میلیاردها دلار برای تحقیق روی این حوزه سرمایه‌گذاری کرده‌اند. در واقع به جای الکترون می‌توان از فوتون برای انتقال اطلاعات استفاده کرد و با این کار سرعت انتقال را افزایش داد و در نهایت می‌توان با افزایش تعداد هسته‌ها، سرعت را نیز به همان نسبت افزایش داد.
به دلیل اثر پراش، قطعات فتونیکی را نمی‌توان به سادگی قطعات الکترونیکی کوچک‌سازی کرد. ابعاد آنها را نمی‌توان به کوچکتر از طول موج نور رساند این درحالی است که ترانزیستورها در حال حاضر به زیر 10 نانومتر رسیدند. این مشکل را می‌توان با سوئیچ از امواج توده‌ای به امواج سطحی حل کرد که به این پدیده پلاریتون پلاسمون سطحی (SPPs) گفته می‌شود.
اولین مشکل این پدیده آن است که پلاریتون پلاسمون سطحی توسط فلز جذب می‌شود. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که می‌توان از مواد رسانای گرمایی که به صورت لایه نازک هستند برای حل این مشکل استفاده کرد. این لایه‌ها بین تراشه و سیستم خنک کننده قرار می‌گیرند تا گرمای تولید شده را از تراشه به بیرون منتقل کند.
براساس نتایج شبیه‌سازی‌های این گروه اگر تراشه اپتوالکترونیک با راهنمای موج پلاسمونیک فعال در معرض هوا قرار گیرد، دما تا چند صددرجه افزایش می‌یابد. اما با استفاده از لایه نازک میکرو و نانومقیاس می‌توان این دما را به شدت کاهش داد.