固態熱敏晶體管可利用電場控制熱流


加利福尼亞大學洛杉磯分校的研究人員開發出一種首創的固態熱晶體管,有朝一日可用於更好地控制電子設備中的熱量。這項技術與其他先進技術相結合,可以幫助設計更快、更強大的處理器。

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熱量是電子設備的頭號敵人。正如電氣和電子工程學會(IEEE)正確指出的那樣,散熱片歷來被用來被動地將多餘的熱量從熱源中帶走。涉及移動部件或液體的主動方法也取得成功,但它們需要一定時間才能有效提升以滿足負載要求。

相反,熱晶體管旨在利用電場控制熱流。正如 IEEE 所解釋的,研究人員的熱晶體管利用一層分子薄膜作為晶體管的通道。通過施加電場,薄膜中的鍵會變得更強,從而增加其熱導率。

研究小組的熱敏晶體管在許多方面都很吸引人。首先,與其他散熱方法相比,它隻需少量電能就能控制熱流,而且熱導率比分子運動解決方案高 13 倍。更重要的是,它可以在單個封裝上使用多個,以提高散熱性能,而且還有助於在三維堆疊芯片等新型設計中瞄準熱點。

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主要作者胡永傑指出,科學傢和工程師一直強烈希望像控制電子器件那樣控制熱傳遞,但這一直是一項具有挑戰性的工作。

最好的是,這並不是一種非此即彼的情況,你必須選擇一種冷卻方法而不是另一種。熱晶體管沒有理由不與其他新興技術(如替代基板、新設計和現有冷卻技術)搭配使用,以達到最佳效果。

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該團隊的相關研究最近發表在《科學》雜志上:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo4297

雖然前景看好,但胡承認這項技術仍處於早期開發階段,未來的迭代必須表現出更好的性能。


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