Student World

Fujitsu Laboratories zveřejnily zprávu, dle které úspěšně nasadila uhlíkové nanotrubičky jako chladiče pro polovodičové prvky. Společnost se vrátila k tenkým trubicím jako k potenciální náhradě kovových chladičů, jež by bylo možné nasadit v budoucí generaci pozemních stanic pro mobilní telefony a případně i v dalších LSI systémech nebo čipech procesorů (LSI, Large Scale Integrated Circuit).
Uhlíkové nanotrubice jsou v podstatě duté válce s průměrem několika nanometrů vyrobené z atomů uhlíku (nanometr je 1 miliontina milimetru). Od roku 1991, kdy byly objeveny, se staly předmětem mnoha výzkumů, jež se zaměřily na praktické využití jejich specifických vlastností. Jde například o schopnost vysoké průchodnosti proudu, nízký elektrický odpor srovnatelný s mědí a nízký tepelný odpor srovnatelný s diamantem. Poslední dvě vlastnosti jsou důležité právě pro oblast chlazení.
Současné vysoce výkonné zesilovače v základnách mobilních telefonů mají tranzistory přichyceny na kovových blocích propojených s chladičem, jenž odvádí vygenerované teplo. V tomto rozložení jsou tranzistory nad obvody desky, což vyžaduje jejich propojení s integrovanými obvody desky vodiči. To ovšem přináší nárůst indukčního odporu, který snižuje výkon zesilovače. Nové mobilní systémy budou pracovat s vyššími frekvencemi, jež si vyžádají větší výkonnost než dnešní, což problematiku vodičů mezi tranzistory a deskou ještě více zviditelní.
Jedno z možných řešení spočívá v propojení tranzistorů s integrovanými obvody pomocí malých kovových výstupků (nalepení čipů), ne vodičů. Toto řešení je výkonově perspektivní, ale problematické z hlediska odvodu vyprodukovaného tepla.
Pro vyřešení problému s teplem a vodivostí, respektive výkonem chtějí vědci Fujitsu využít uhlíkových nanotrubic. Jejich shluky by posloužily jako výše zmiňované kovové výstupky určené pro zachycení tranzistorů. Jejich šířka by byla 10 mikronů a výška 15 mikronů. Ve výsledku by zesilovače mohly získat až 2dB výkonu při frekvencích nad 3 GHz.

autor Lukas Kriz