Ученые придумали, как охлаждать микросхемы намного эффективнее

Объяснение тепловому парадоксу наноматериалов смогли найти в результате компьютерного моделирования ученые Университета Колорадо. Статья с результатами опубликована 20 сентября на сайте филиала университета в Боулдере.

В 2015 году ученые американского научно-исследовательского института физических наук JILA (также относится к подразделению Университета Колорадо в Боулдере — прим. ИА Красная Весна) открыли противоречащий прошлым представлениям эффект. Объединенные в группу бруски кремния размерами в десятки нанометров остывали после нагревания лазером гораздо быстрее, чем по одиночке.

В 2021 году физики в деталях смоделировали эксперимент на суперкомпьютере Ок-Риджской национальной лаборатории Summit. Выяснилось, что причиной неожиданного эффекта стали фононы — квазичастицы, представляющие собой кванты колебательного движения атомов кристалла.

Оказалось, что на предельно малых расстояниях фононы начинают сначала беспорядочно двигаться наподобие плотной толпы, но быстро организуются. В результате самоорганизации фононы начинают двигаться в одном направлении, что в два-три раза ускоряет отвод тепла от тела.

Ученые считают, что выявленный эффект будет полезен для организации отвода тепла микросхем или иных устройств с со строгой организацией элементов и размерами этих элементов в единицы и десятки нанометров.