Selbstkühlende Graphen-Transistoren

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Selbstkühlende Graphen-Transistoren
Selbstkühlende Graphen-Transistoren

Forscher der University of Illinois gelang die Entdeckung, dass an Transistoren aus Graphen thermoelektrische Effekte auftreten, die das Material abkühlen. Diese Eigenschaft bedeutet, dass eventuell zukünftig aus Graphen gefertigte Chips für Computer einfacher und besser zu kühlen sind, als bisher angenommen wurde. Dadurch verspricht die Graphen-Technologie nicht nur schnellere sondern auch noch energiesparendere Chips, als dies mit dem konventionellen Silizium möglich ist.
 
Bei allen elektronischen Bauteilen entsteht Wärme durch die Bewegung von Elektronen durch das leitfähige Material. Bei einigen Materialübergängen können allerdings auch thermoelektrische Effekte mit kühlender Wirkung auftreten. Leider fallen diese Effekte in der Regel zu gering aus, um nennenswerte Auswirkungen auf die generelle Wärmeentwicklung zu haben. Bei Temperaturmessungen an Graphen-Transistoren im Betrieb wurde allerdings festgestellt, dass der abkühlende Effekt an einigen Übergängen zwischen Graphen und Metall stärker ist als die Wärmeentwicklung durch Elektronenfluss. An diesen Stellen kühlt sich also der Transistor selbst. Für die äußerst präzisen Temperaturmessungen wurde ein Rasterkraftmikroskop eingesetzt, womit die Oberfläche des Materials mit einer Auflösung auf Atom-Niveau abgetastet werden kann.
 
Die Ergebnisse dieser Messungen wurden Anfang April 2011 in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.
 
Bild: Alex Jerez 

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