Timantti kelpaa lämmönjohteeksi

Rice University ja Honda Research Institute ovat kehittäneet timanttikalvon, grafeenin ja nanoputkien rakenteen, joka toimii erittäin hyvänä lämmönsiirron materiaalina.

Tutkijoille suurin anti työstä oli, että kun grafeenia käytetään apuna, hiilinanoputkia pystytään kasvattamaan alustoille, joihin se ei aiemmin onnistunut.

Timantti johtaa lämpöä viisi kertaa paremmin kuin kupari mutta sen käytettävissä oleva pinta-ala on hyvin pieni. Grafeenilta sitä sitten kyllä löytyy, samoin kuin hiilinanoputkista, jotka ovat periaatteessa putkiksi kääntynyttä grafeenia.

Pystysuuntainen timantille kasvatettu hiilinanoputkien metsä haihduttaa lämpöä erittäin tehokkaasti. Ohuena rakenteena se voisi säästää jäähdytystilaa pienissä mikropiireissä.

Rakenne valmistettiin kasvattamalla kuparikalvolle grafeenitasoja, jotka sitten siirrettiin timantille, kvartsille ja muille metalleille. Kuvassa näkyy vapaasti seisovia hiilinanoputkia grafeenilla, jota on nostettu irti kvartsialustalta.

DARPA:n Near Junction Thermal Transport (NJTT) -projekti on äskettäin tuottanut kaikkien aikojen ensimmäisen timantille tuotetun GaN-pohjaisen HEMT-transistorin.

Tehokkaiden RF-järjestelmien tehovahvistimina käytetään integroituja mikroaaltopiirejä (MIMIC). Niiden pääteasteena on galliumnitridi (GaN) transistoreita mutta niiden ominaisuuksia heikentää piirialustan ja GaN-transistorin välisen rajapinnan terminen resistanssi.

Timantilla oleva GaN-transistori osoittaa huomattavasti alhaisempia liitoslämpötiloja kuin vastaavat kaupalliset komponentit. Näin se mahdollistaa uuden sukupolven RF-tehoasteet, jotka ovat kolme kertaa pienempiä kuin nykyiset GaN-vahvistimet.

Käyttämällä uutta epitaksiaalista siirtotapaa, TriQuint Semiconductor pystyi poistamaan GaN:n kasvualustaltaan ​​ja asettamaan sen synteettisesti kasvatetulle timanttialustalle.