Elektronik cihazlardaki aşırı ısınma sorunu, günümüzde teknoloji dünyasının en büyük zorluklarından biri olarak öne çıkıyor. Virginia Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan araştırmacılar, bu soruna çözüm olabilecek önemli bir gelişme kaydetti. Yeni bir kristal bazlı soğutma teknolojisi ile, cihazlardaki ısınma problemi çözülmeye çalışılıyor. Hekzagonal bor nitrür (hBN) adı verilen özel bir kristal yapı kullanılarak geliştirilen bu teknoloji, geleneksel soğutma yöntemlerinden çok daha verimli sonuçlar sunuyor.
ISI TRANSFERİ 100 KAT HIZLANDIRILIYOR
Elektronik cihazlarda işlemciler ve diğer bileşenler çalışırken büyük miktarda ısı üretir. Bu bileşenler küçüldükçe, ısının etkin bir şekilde uzaklaştırılması her geçen gün daha da kritik hale geliyor. Şu anda çoğu cihazda fanlar, ısı emiciler veya sıvı soğutma sistemleri gibi geleneksel yöntemler kullanılıyor. Ancak bu sistemler hem alan kaplar hem de ek enerji tüketimi gerektirir. Üstelik, ısıyı yeterince hızlı bir şekilde uzaklaştıramadıklarında, elektronik bileşenler kendilerini korumak amacıyla saat hızlarını düşürür ve performans kayıpları yaşanır.
Virginia Üniversitesi'ndeki araştırma ekibi, geleneksel soğutma sistemlerinin sınırlarını aşarak yenilikçi bir yaklaşım geliştirdi. Araştırmacılar, ısının malzemeler arasında çok daha hızlı bir şekilde transfer edilmesini sağlayan hekzagonal bor nitrür kristalleri kullanarak bu sorunu çözmeyi başardı. Standart malzemelerde ısı, fonon adı verilen atomik titreşimlerle taşınır, ancak bu süreç oldukça yavaştır. Fononlar, birbirleriyle çarpışır ve enerjilerini rastgele şekilde aktarır, bu da ısının birikmesine neden olur.
Ancak hBN kristalleri, "hiperbolik fonon polariton" (HPhP) adı verilen özel bir mekanizmaya sahiptir. Bu modlar, kristalin içindeki titreşimlerin elektromanyetik dalgalarla birleşmesiyle ortaya çıkar ve ısının çok daha hızlı yayılmasını sağlar. Nature Materials dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, araştırmacılar bir hBN substratının üzerine altın bir ped yerleştirerek deneysel olarak bu mekanizmayı test etti. Altın ped ısıtıldığında, hBN kristallerinin HPhP modları harekete geçti ve ısı olağanüstü bir hızla uzaklaştırıldı. Bu yeni teknoloji sayesinde ısı transferi verimliliği, standart malzemelere kıyasla 10 ile 100 kat daha fazla oldu.
POTANSİYEL UYGULAMALAR VE GELECEK PERSPEKTİFİ
Bu buluş, elektronik cihazlarda daha verimli soğutma sistemleri için geniş bir uygulama alanı sunuyor. Yapay zeka destekli bilgisayarlar ve veri merkezleri için daha etkili soğutma çözümleri geliştirilebilir, tıbbi cihazların ömrü uzatılabilir ve günlük elektronik ürünlerde performans düşüşleri engellenebilir. Böylece, cihazların daha verimli çalışması sağlanarak kullanıcı deneyimi geliştirilebilir.
(Donanım Haber)
