Теплопроводность меди улучшена

25.03.2014

Группа ученых, в число которых вошли Александр Баландин из Калифорнийского университета в Риверсайде и Константин Новоселов из Манчестерского университета в Великобритании, опубликовали в журнале Nano Letters результаты инновационного способа повышения теплопроводности меди.

Медь является одним из основных компонентов любого чипа. Тончайшие проводники из меди внутри чипа соединяют миллионы транзисторов друг с другом. В современном процессоре общая длина таких проводников достигает 50-60 км. При прохождении по проводникам электрического тока, они нагреваются, выделяя тепло, которое необходимо отводить.

В 2001 г. Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) заявил, что если объем тепла, который выделяют процессоры, продолжит расти текущими темпами, то к 2005 г. один чип будет выделять столько энергии, сколько выделяет атомный реактор, а к 2015 г. - сколько тепла выделяет Солнце (Гелсингер проработал 30 лет в Intel, приняв участие в разработке конструкции всех первых процессоров корпорации).

Однако прогноз Гелсингера не воплотился. Инженеры нашли способ обуздать тепловыделение при дальнейшем росте производительности за счет снижения тактовой частоты и оснащения процессоров несколькими ядрами, работающими одновременно.

Теперь же перед ними стоит новая задача. По мере уменьшения строительных блоков процессоров - транзисторов (текущий техпроцесс - 22 нм) - медные проводники в них уменьшаются в диаметре, что ведет к повышению их рабочей температуры. Слишком высокая температура ведет к разрушению и, соответственно, выходу полупроводникового прибора из строя.

Для того чтобы решить эту проблему, ученые в своем эксперименте использовали композиционный материал, напоминающий сэндвич, в котором слой меди был покрыт с обеих сторон слоями графена. Это позволило на 25% улучшить рассеивание тепла у медного проводника.

По словам Баландина, сам по себе графен не обладает какими-либо свойствами теплоотвода. Перемещение тепловой энергии в металле, как правило, затруднено его кристаллической структурой. Будучи приложенным к меди графен изменяет эту структуру, позволяя энергии двигаться более свободно, пояснил ученый.

<< Назад: Бытовой сканер пищевых продуктов 26.03.2014

>> Вперед: Игровой ноутбук ASUS ROG G56JR 25.03.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Собаке 31000 лет 14.01.2010 Международная экспедиция археологов раскопала в одной бельгийской пещере останки собаки, которым 31 тысяча лет. Это на 18 тысяч лет больше возраста ранее известных свидетельств приручения собаки человеком, и приближается к времени приручения собаки, рассчитанному генетиками - 40 тысяч лет с тех пор, как собака отделилась от диких предков. Расчет произведен по известной скорости изменения генов путем сравнения генома современной собаки с геномом ее предков.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025