خنک کردن تراشه‌ها با کمک نانولوله‌های کربنی

گروهی از محققان در آمریکا و فنلاند ادعا می‌کنند که راهی برای متصل کردن آرایه‌هایی از نانولوله‌های کربنی به تراشه‌های سیلیکونی، با استفاده از روش‌های ساخت مرسوم پیدا کرده‌اند. تلفن‌های همراه، ipodها و دیگر وسایل الکترونیکی قابل حمل، در آینده می‌توانند به‌وسیله پره‌های سبک ساخته‌شده از نانولوله‌های کربنی، خنک شوند. عملکرد پره‌های نانولوله‌های کربنی از پره‌های مسی امروزی بهتر است، این نانولوله‌های کربنی همانند مس گرما را هدایت می‌کنند (با هم دبی) و ده‌ها برابر از آنها سبک‌تر، قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر هستند.

گروهی از محققان در آمریکا و فنلاند ادعا می‌کنند که راهی برای متصل کردن
آرایه‌هایی از نانولوله‌های کربنی به تراشه‌های سیلیکونی، با استفاده از
روش‌های ساخت مرسوم پیدا کرده‌اند. تلفن‌های همراه، ipodها و دیگر وسایل
الکترونیکی قابل حمل، در آینده می‌توانند به‌وسیله پره‌های سبک ساخته‌شده
از نانولوله‌های کربنی، خنک شوند. عملکرد پره‌های نانولوله‌های کربنی از
پره‌های مسی امروزی بهتر است، این نانولوله‌های کربنی همانند مس گرما را
هدایت می‌کنند (با هم دبی) و ده‌ها برابر از آنها سبک‌تر، قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر
هستند.

انولوله‌های کربنی بسیار سبک، بسیار قوی و انعطاف‌پذیراند و گرما و
الکتریسیته را به‌خوبی هدایت می‌کنند، بنابراین از هنگام کشفشان در سال
۱۹۹۰، تلاش‌های بسیاری برای توسعه ادوات الکترونیکی با استفاده از آنها،
انجام شده‌ست. اما استفاده از نانولوله‌های کربنی برای هدایت و انتقال گرما،
هنوز چندان مورد بررسی قرار نگرفته‌ا‌ست. هم‌اکنون این کار به‌وسیله رُبرت
واجتای و همکارانش از مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلار به همراه کریستین کورداز و
همکارانش از دانشگاه oulu در فنلاند، انجام شده‌است. آنها برای اولین بار
پره‌های خنک‌کننده نانولوله‌ای برای تراشه‌های سیلیکونی ساخته‌اند.

این پره‌ها با رشد یک فیلم از نانولوله‌های چنددیواره روی یک بستر سیلیکونی
ساخته شدند. این نانولوله‌ها روی سطح بستر قرار داشتند و طول آنها حدود ۲/۱
میلی‌متر و قطرشان بین ده تا ۹۰ نانومتر بود. سپس این فیلم نانولوله‌ای از
بستر جدا شد و یک لیزر برای برداشتن نانولوله‌ها از فیلم برای ایجاد آرایه‌های
ده در ده از پره‌های نانولوله‌ای، استفاده شد. هر کدام از این پره‌های هرمی‌شکل
شامل تعداد زیادی نانولوله‌ کربنی منفرد بودند .
 سپس این آرایه‌ها به تراشه‌های فلیپی۱ سیلیکونی که در ادوات الکترونیکی
قابل حمل استفاده می‌شوند، لحیم شدند. با وجود نامرتب شدن در طول این
فرایند، نانولوله‌ها صدمه ندیده و قابلیت خنک‌کنندگی آنها با ساختارهای مسی
برابر بود. به گفته واجتای، استحکام این نانولوله‌ها بسیار بیشتر از
ساختارهای ظریف مسی است که در حال حاضر برای ساخت پره‌های خنک‌کننده سبک‌
استفاده می‌شود.
این گروه در حال حاضر برای افزایش عملکرد این پره‌ها، تلاش می‌کند و بر این
باور است که عملکرد آنها می‌تواند تا ده برابر انتقال گرما از پره‌های مسی،
برسد. این کار می‌تواند با استفاده از نانولوله‌هایی با کیفیت بالاتر و
بهینه کردن ساختار کلی این آرایه‌ها از لحاظ اندازه و فاصله بین پره‌ها،
انجام شود. آنها همچنین معتقدند که پره‌های خنک‌کننده نانولوله‌ای، در
آینده می‌توانند با هزینه‌ای حدود یک سنت برای هر ابزار خنک شده، ساخته
شوند که با فناوری‌های موجود قابل مقایسه است.
نتایج این تحقیق در مجله Appl. Phys. Letter منتشر شده است.