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 Жидкий лазер в воздухе 14.07.2015 Лазеры на красителях зачастую называют "жидкими" лазерами, поскольку в качестве лазерного материала в них используются растворы органических красителей. Это название плавно перекочевало в программу Агентства по передовым оборонным исследовательским проектам США (DARPA) High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS) - "Система защиты с помощью высокоэнергетического жидкого лазера", да там и осталось. Это несмотря на то, что разработка компании General Atomics представляла собой комбинацию твердотельного лазера, обладающего высокой плотностью энергии, и лазера на красителях, позволяющего управлять температурой. Программа началась около десяти лет назад и ставила задачу создания лазера мощностью 150 кВт для уничтожения ракет и снарядов, который бы весил не более 5 кг на каждый киловатт энергии и занимал объем не более 3 кубометров, чтобы его можно было разместить в самолете. К 2007 г. в лабораторных условиях удалось создать лазер мощностью 15 кВт, а в апреле этого года компания General Atomics провела успешные приемные испытания полностью электрической системы HELLADS весом менее 907 кг (т.е. около 6 кг на киловатт) и объемом 1,3 х 0,4 х 0,5 м, работающей от литий-ионного аккумулятора. В процессе 30-секундной демонстрации качество луча осталось неизменным, подтвердив тем самым возможность поддержания качества пучка лазера электрической накачки при мощности свыше 50 кВт. Теперь лазер, вернее, его пока что демонстрационный образец для наземного размещения отправится на испытания на полигон "Уайт Сэндс" в штате Нью-Мексико. Полигон площадью 8287 км является самой большой территорией в США, принадлежащей Министерству обороны. Компания General Atomics рассчитывает к 2018 г. начать установку лазеров HELLADS на своих же беспилотниках типа Avenger, хорошо ранее известных под названием Predator C.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025