2010-06-18 23:59:00

Ученые в 150 раз снизили теплопроводность кремния

2 мая 2010 года в научном журнале Nature Materials (онлайн-версия) опубликована статья команды немецких и французских ученых, касающаяся термических свойств кремния и связанных с ними возможными новыми направлениями применения этого материала. В частности, речь идет об охлаждении полупроводниковых чипов, а также о минигенераторах, преобразующих технологическое тепло в электрическую энергию.

Теплопроводность кремния составляет порядка 150 Вт/(м*К), что ненамного меньше, чем у металлов типа алюминия (250 Вт/(м*К)). Высокая теплопроводность является причиной, почему кремний до сих пор не применяется в термоэлектричестве, где пользуются спросом материалы с низкой теплопроводностью. Главный потенциал термоэлектричества в использовании отработанного тепла всех видов для прямого преобразования его в электроэнергию. Возможно, в будущем термоэлектричество будет востребовано подобно тому, как сейчас востребована солнечная энергетика. Поэтому встает вопрос о подходящих материалах. При этом применение привычного кремния было бы желательным.

Ученые их Дрездена, Штутгарта, Фрайбурга, Гренобля и Бордо разработали технологию, позволяющую снизить теплопроводность кремния до 1 Вт/(м*К) и ниже – это меньше, чем значение для окна с двойным стеклом. Для этого в кремний внедряются нанокристаллы германия. Данное открытие открывает ряд возможностей будущего применения материалов на основе кремния для охлаждения чипов по принципу «on-chip cooling». Кроме того, становятся реальностью мини-электростанции, преобразующие в электроэнергию тепловые процессы в месте их протекания, говорится в сообщении.