Amint azt egy nemzetközi tudóscsapat kísérletei bebizonyították, az izotópok szempontjából „egyöntetű” szilícium a természetes megfelelőjénél 150 százalékkal jobb hőelvezető képességekkel rendelkezik.
Egy meghatározott kémiai elem atomjai esetenként eltérő számú neutront tartalmazhatnak – ezeket a különböző atomfajtákat, az adott elem izotópjainak nevezzük. A természetben fellelhető állapotában a szilícium általában 92 százalékban Si-28 (14 proton + 14 neutron), 5 százalékban Si-29 (14 proton + 15 neutron) és Si-30 (14 proton + 16 neutron) izotópot tartalmaz. Jóllehet, a számítógépes chipekben ezek a variációk azonos alapvető elektronikus tulajdonságokkal rendelkeznek, korábbi tanulmányok azt mutatták, hogy az elszórtan jelenlevő Si-29 és Si-30 „szennyeződések” némileg akadályozzák a hő áramlását.
A múltban bizonyos tesztek során a tudósok már igazolták, hogy némely pusztán Si-28-ból készült komponensek 10 százalékkal jobb hővezető képességekkel rendelkeznek, ami számottevő, ám a gyártási többletköltségeket tekintve még nem kifizetődő javulás.
A legújabb tanulmányban a kutatók azt kívánták felmérni, hogy a tiszta Si-28-ból készült nanovezetékek milyen hatékonysággal fuvarozzák tovább a forróságot.
A kísérlet keretében egy mikroszkopikus, Si-28-ból készült nanodróttal két parányi fűtőelemet összekötöttek, majd pedig az egyiket árammal felmelegítették, hogy felmérjék, a vezeték milyen hatékonysággal közvetíti a hőt a másik panel felé.
Bár a tudósok nagyjából 20 százalékos hatékonyságnövekedésre számítottak, a drót a természetes szilikonból készült szálhoz mérten 150 százalékkal jobb vezetőképességet tudott felmutatni.
A vizsgálatok szerint mind ennek oka az volt, hogy az eltérő izotópok hiánya miatt a hő akadálymentesen tudott keresztül csörtetni a vezeték magján.
A szakemberek azt állítják, hogy a munkájuk megnyithatja az utat a hűvösebben működő számítógépes lapkák gyártása előtt. Mindehhez már csak azt kéne kitalálni, hogy miként lehetne a jelenlegi módszernél olcsóbban és könnyebben elkülöníteni az Si-28-at a többi izotóptól.
(Forrás: New Atlas)
A nyitókép illusztráció (Forrás: Adobe Stock)
