La disipación de calor en electrónica y optoelectrónica es un cuello de botella severo en el desarrollo posterior de sistemas en estos campos. Para enfrentar este grave problema, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han desarrollado una forma eficiente de enfriar la electrónica mediante el uso de nanoflakes de grafeno funcionalizadosLos resultados serán publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Esencialmente, hemos encontrado una llave de oro con la que lograr un transporte de calor eficiente en la electrónica y otros dispositivos de energía mediante el uso de película de grafeno a base de nanoflake. Esto puede abrir usos potenciales de este tipo de película en áreas amplias, y estamosacercarse a la producción a escala piloto basada en este descubrimiento ", dice Johan Liu, profesor de producción electrónica en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia.
Los investigadores estudiaron la mejora de la transferencia de calor de la película con diferentes moléculas de silano a base de amino y azida funcionalizadas, y descubrieron que la eficiencia de transferencia de calor de la película se puede mejorar en más del 76 por ciento mediante la introducción de moléculas de funcionalización, en comparación con unsistema de referencia sin la capa funcional. Esto se debe principalmente a que la resistencia de contacto se redujo drásticamente al introducir las moléculas de funcionalización.
Mientras tanto, las simulaciones dinámicas moleculares y los cálculos ab initio revelan que la capa funcional limita la dispersión en el plano transversal de los fonones de baja frecuencia, lo que a su vez mejora la conducción de calor en el plano de la película unida al recuperar la larga vida útil del fonón flexural.Los resultados sugirieron posibles soluciones de gestión térmica para dispositivos electrónicos.
En la investigación, los científicos estudiaron una serie de moléculas que se inmovilizaron en las interfaces y en el borde de láminas a base de nanoflaca de grafeno formando enlaces covalentes. También probaron la resistencia térmica de la interfaz mediante el uso de una técnica de medición de reflectancia foto-térmica para demostrar unaacoplamiento térmico mejorado debido a la funcionalización.
"Esta es la primera vez que se realiza una investigación tan sistemática. El presente trabajo es mucho más extenso que los resultados publicados anteriormente por varios socios involucrados, y cubre más moléculas de funcionalización y también evidencia directa más extensa de la medición de la resistencia al contacto térmico", dice Johan Liu.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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