新型硅纳米线导热效率比先进芯片技术中使用的传统材料高150%

一种超薄硅纳米线——可以实现更小、更快的微电子器件，其传热效率超过当前技术。科学家们展示了一种新材料，硅纳米线比普通硅的导热性能好150%，有可能导致计算机芯片的温度大幅降低。

科学家在新研究中发现了被称之为“硅-28”（Si-28）的特殊硅同位素，同位素是一种含有不同数量中子的特定元素的原子。目前大约 92% 的硅以“硅-28”的形式存在，5% 以“硅-29”（Si-29）形式存在，而剩余的 3% 则以“硅-30”（Si-30）形式存在。

在计算机芯片中，这些同位素具有相同的一般电子功能，但以前的研究发现，Si-29 和 Si-30 的“杂质”会中断热量的流动。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com

过去，科学家们发现，用纯“Si-28”制成的散装元件可以将热传导提高 10% 左右。在新的研究中，研究人员考察了由纯Si-28制成的纳米线的导热效果。

研究小组将宽度仅为90纳米的Si-28纳米线置于两个微加热器垫之间，并对其中一个施加电流，以便产生的热量通过纳米线流向另一个。科学家们预计改进的幅度在20%左右–但令他们非常惊讶的是，它的性能比天然硅的纳米线好 150%。

仔细检查发现，在纳米线的外部形成了一层二氧化硅，使其散射热量更有效。在内部，由于缺乏其他同位素的缺陷，使热量得以顺利通过纳米线的核心。

然而，有一个主要问题–从其他同位素中分离出硅-28仍然很昂贵和困难。但是未来也可以在这个领域取得进展。

相关研究发表在 Physical Review Letters.