Zespół naukowców z Uniwersytetu Illinois pod przewodnictwem profesorów Williama Kinga oraz Erica Popa postawił sobie za cel zbadanie temperatury grafenowego tranzystora podczas pracy. Jako że grafen jest ekstremalnie cienką strukturą, nie było to łatwe zadanie. W rolę czujnika temperatury wcieliła się końcówka mikroskopu sił atomowych. Wyniki okazały się bardzo ciekawe. Ochładzające grafen zjawisko termoelektryczne znane jako efekt Peltiera, które występuje na styku z metalem, jest "silniejsze" niż nagrzewanie się ze względu na rezystancję grafenu. Czyżby samodzielne schładzanie się tranzystora? Otóż tak!
"Krzem oraz większość innych materiałów zdecydowanie bardziej się nagrzewa się niż samo-ochładza. Jednakże zaobserwowaliśmy, że w tranzystorach z grafenu są miejsca, w których termoelektryczne chłodzenie jest silniejsze, co pozwala tym urządzeniom na samo-ochłodzenie się" - mówi sam King. Zaś profesor Pop dodaje: "Grafenowa elektronika jest jeszcze w powijakach. Jednak nasze pomiary oraz symulacje wskazują, że efekt termoelektryczny będzie wzrastał wraz z udoskonalaniem technologi grafenowej oraz połączeń z metalem."
Rysunek prezentujący pomiar temperatury na styku grafen-metal (kolory reprezentują temp., kliknij by powiększyć)
Według badaczy dzięki tej bardzo zaskakującej właściwości grafenu, w przyszłości układy elektroniczne skonstruowane przy użyciu tego materiału będą potrzebować tylko minimalnego chłodzenia, a może nawet poradzą sobie bez niego. Szczegóły dotyczące tego odkrycia można przeczytać w udostępnionym w Internecie artykule "Nanoscale Joule heating, Peltier cooling and current crowding at graphene–metal contacts", który został opublikowany w anglojęzycznym magazynie "Nature Nanotechnology".
Zatem podsumowując, grafenowa elektronika miałaby w przyszłości oznaczać wyższą wydajność, mniejsze zużycie energii, a teraz jeszcze dochodzi do tego pakietu samodzielne chłodzenie się tranzystorów. Szkoda tylko, że poważni gracze rynku półprzewodników za dużo zainwestowali w krzem, żeby interesować się na razie innym materiałem.
Źródło: DailyTech, University of Illinois
