纳米线可以改变我们在IC中管理散热的方式？

散热是半导体减少的最大障碍之一。加利福尼亚大学的一支球队开发了纳米线，可以显着提高散热特性和塑造硅芯片设计的未来。

散热

一个特征的电路，可谓导致一些最大的设计问题是散热。大多数（如果不是全部），材料的电气性质取决于该材料的温度。例如，随着温度的增加，材料的电阻增加，这对于处理大量电流的设计是有问题的。

BJT的导电能力随着可能导致的温度的增加而增加热失控如果没有选中。散热也会导致半导体的问题，因为随着温度在半导体中升高，电阻减小，这又导致较大的漏电流。然后，这种较大的漏电流产生更多的热量，从而导致热失控效果。

当试图保持ICs凉爽时，散热器是重要的。图像通过维基百科

电子产品的散热方式多种多样。yabosports官网最常见的技术包括散热器和集成电路封装旨在处理散热(如TO-3金属晶体管外壳)。对抗大量散热(例如PCs)的方法包括水冷却、矿物油浸没、液氮，甚至液氦。

拥有数据中心和大型机的公司，比如微软，也开始关注这个问题把电脑沉入大海作为冷却的方法而不需要在该过程中消耗能量。

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然而，工程师可能不再需要痛苦，因为它的设计将如何消散热量加州大学的一个研究小组谁可能发现了一种有效的散热方法。

砷化镓（GaAs）纳米线

一个由加州大学研究人员领导的国际团队修改了声子的能谱将它们限制在纳米线结构中。从根本上，热量是原子的振动，由此振动的增加导致温度的增加。

有趣的是，詹姆斯普雷斯科特焦耳开发了一个显示的实验可以使用机械工作来增加系统的温度因此，表明运动与热量有关。与热量有关的声音是整个结晶材料的集体振动这可以被认为是池塘里的涟漪或空气中的声波。这些振荡都是相干的，相位相同，从而产生了该结构的固有频率。

研究小组所做的基本上是将这些振动限制在纳米级的砷化镓中，通过这种限制，可以通过改变导线的大小和形状来改变能量谱或色散。

纳米结构用于限制晶体结构中的声子。图片礼貌自然

在过去，纳米结构被用来改变热导率通过创造纳米尺度的边界和界面的散射声子。这种新方法用纳米线来限制声子。这影响了声子在几个方面的行为，包括它们的速度，它们与电子的相互作用，以及对于电子来说重要的是它们如何携带热量。yabosports官网

研究小组的组长亚历山大·巴兰丁在一份声明中说这项研究“为半导体材料的热特性和电子特性的调谐创造了新的机会”。

GaAs纳米线的潜在应用

能够操纵水晶结构的振动，比如那些在半导体中发现的物质，将带来革命性的散热和控制方法。利用这种散热技术的处理器可以非常感冒，无需大量昂贵的散热技术。这也将减少保持这种系统冷却所需的能量，这在服务器场，数据中心和大型机计算机等应用中可能是非常有利的。

然而，它不仅仅是可以真正受益于这种散热能力的计算机和移动设备。设备如热电发电机依赖于温度梯度通过保持梯度尽可能大的使用GaAs纳米线可以更有效。太阳能电池板，谁的随着温度升高的效率下降，可以通过设计来处理从吸收阳光中获得的热量，从而在不需要冷却的情况下保持它们的最高效率。

Peltier冷却器是可以从这种热量控制中受益的热电发电机。图片礼貌michbich(创造)CC 3.0]

总结

电子领域的热管理是一个经常让工程师们用yabosports官网头撞桌子的问题。由于需要较大的元器件或散热系统，对大型设备的散热要求较高。这些组件或系统通常也会使它们所在设备的物理尺寸或功耗复杂化。

即使使用了高效率的技术——开关电源、基于cmos的集成电路、大量的铜流，甚至专业的组件安装——现代生活的需求也使设备运行得比以往任何时候都要热。希望这项新技术能在未来帮助设备保持凉爽和高效。