Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Los Angeles, đã phát triển một bóng bán dẫn nhiệt thể rắn đầu tiên mà một ngày nào đó có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt tốt hơn trong các thiết bị điện tử. Công nghệ này, kết hợp với các công nghệ tiên tiến khác, có thể giúp thiết kế bộ xử lý nhanh hơn và mạnh hơn.

Nhiệt độ là kẻ thù số một của các thiết bị điện tử. Như Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử (IEEE) đã chỉ ra một cách chính xác, tản nhiệt trước đây được sử dụng để loại bỏ nhiệt dư thừa một cách thụ động khỏi các nguồn nhiệt. Các phương pháp chủ động liên quan đến các bộ phận chuyển động hoặc chất lỏng cũng đã thành công nhưng chúng cần thời gian nâng lên hiệu quả để đáp ứng yêu cầu về tải trọng.

Ngược lại, bóng bán dẫn nhiệt được thiết kế để điều khiển dòng nhiệt bằng điện trường. Như IEEE giải thích, bóng bán dẫn nhiệt của các nhà nghiên cứu sử dụng một màng mỏng phân tử hoạt động như một kênh dẫn cho bóng bán dẫn. Bằng cách tác dụng một điện trường, các liên kết trong màng trở nên mạnh hơn, làm tăng độ dẫn nhiệt của nó.

Bóng bán dẫn nhiệt của nhóm nghiên cứu hấp dẫn về nhiều mặt. Đầu tiên, so với các phương pháp tản nhiệt khác, nó chỉ cần một lượng năng lượng điện nhỏ để kiểm soát dòng nhiệt và độ dẫn nhiệt cao gấp 13 lần so với các giải pháp chuyển động phân tử. Hơn nữa, nó có thể được sử dụng nhiều lần trên một gói duy nhất để cải thiện hiệu suất tản nhiệt, đồng thời giúp nhắm tới các điểm nóng trong các thiết kế mới như chip xếp chồng ba chiều.

Tác giả chính Yongjie Hu đã chỉ ra rằng các nhà khoa học và kỹ sư luôn có mong muốn mạnh mẽ trong việc kiểm soát sự truyền nhiệt như các thiết bị điện tử, nhưng đây luôn là một nhiệm vụ đầy thách thức.

Điều tuyệt vời nhất là đây không phải là tình huống một trong hai mà bạn phải chọn phương pháp làm mát này thay vì phương pháp làm mát khác. Không có lý do gì mà bóng bán dẫn nhiệt không thể kết hợp với các công nghệ mới nổi khác như chất nền thay thế, thiết kế mới và công nghệ làm mát hiện có để đạt được kết quả tối ưu.

Nghiên cứu liên quan của nhóm gần đây đã được công bố trên tạp chí Khoa học:

https://www.science.or g/doi/10.1126/science.abo4297

Mặc dù đầy hứa hẹn nhưng Hu thừa nhận rằng công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu và các lần lặp lại trong tương lai phải cho thấy hiệu suất tốt hơn.