Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte birçok elektronik ürün küçülüyor ve küçülüyor, ancak akım geçer geçmez ısı oluştuğundan, aşırı ısınma elektronik cihazların boyutlarının küçülmesinin önünde büyük bir engel haline geldi.
Bilim adamları, silikon izotoplarından yapılan nanotellerin, sıradan silikondan %150 daha iyi termal iletkenliğe sahip olduğunu ve gelecekte sıcaklıklarını büyük ölçüde azaltmak için bilgisayar çiplerinde kullanılmasının beklendiğini keşfettiler.
Elektronik sistem çalıştığında, akım çok fazla ısı üretir ve bu da uzun bir süre boyunca bileşenlere zarar verir. Bu nedenle, teknoloji endüstrisi de soğutma teknolojisi geliştirmeye başladı, ancak elektronik ürünler küçüldükçe ısıyı etkin bir şekilde dağıtmak daha zor.
Araştırmacılar, silikon izotopu Si-28’in bilgisayar çiplerinin beklenenden daha iyi soğumasına yardımcı olduğunu keşfettiler. Silisyumun en az %92’si silikon-28, diğer %5’i silikon-29 (Si-29) ve geri kalanı silikon-30 (Si-30) şeklindedir. Bu izotoplar aynı elektronik işleve sahip olsa da, geçmiş araştırmalar Si-29 ve Si-30’daki “safsızlıkların” ısı akışını kestiğini bulmuştur.
Si-28’den yapılan toplu bileşenlere gelince, termal iletkenlik %10 oranında iyileştirilebilir, ancak bu ekstra maliyete değmez. Araştırmacılar daha sonra silikon-28’den yapılmış nanotelleri kullandılar ve termal iletkenliğin beklenmedik bir şekilde iyi olduğunu buldular. Etkiyi %20 iyileştirmesi bekleniyordu, ancak performans beklenmedik bir şekilde doğal silikondan yapılmış nanotellerden %150 daha iyiydi.
Bunun nedeni, nanotelin dışında ısı dağılımı sırasında pürüzlü yüzeyi pürüzsüzleştiren bir silikon dioksit tabakasının oluşmasıdır. Telin içinde başka bir izotop sorunu olmadığı için ısı nanotelin çekirdeğinden sorunsuz bir şekilde geçebilir.
Bu, ısıyı daha verimli bir şekilde uzaklaştıracak yeni bilgisayar çiplerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir, ancak silikon-28’i diğer izotoplardan ayırmak zor ve pahalıdır, ancak gelecekte bu alanda ilerleme kaydedileceğine inanılmaktadır.
Bu konuyu basitleştirmeye çalıştık. Bununla ilgili daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, Konudaki Derin Dalış yapmak için linkler: (ama ingiliççe)
- Giant Isotope Effect of Thermal Conductivity in Silicon Nanowires
- Isotope-pure silicon nanowires could make computer chips much cooler
(Görsel Kaynak: Unsplash)
