Твердый

Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония

В современной электронике во время использования выделяется много тепла — поэтому используемые устройства становятся чрезмерно горячими и требуют решений для охлаждения. За последнее десятилетие была проверена концепция управления таким теплом с помощью электричества, что привело к разработке электрохимических термотранзисторов.

В настоящее время используются жидкостные термотранзисторы, но они имеют критические ограничения — в основном любая утечка приводит к выходу устройства из строя.

Теперь исследовательская группа из Университета Хоккайдо разработала первый твердотельный электрохимический термический транзистор. Изобретение, описанное в журнале Advanced Functional Materials, более стабильно и столь же эффективно, как современные жидкостные тепловые транзисторы.

«Тепловой транзистор состоит в основном из двух материалов: активного материала и переключающего материала», — сказал профессор Хиромичи Охта. «Активный материал имеет изменяемую теплопроводность (k), а переключающий материал используется для управления теплопроводностью активного материала».

Команда построила свой тепловой транзистор на основе оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, который также выполнял функцию переключающего материала, и использовала оксид стронция-кобальта в качестве активного материала. Платиновые электроды использовались для подачи энергии, необходимой для управления транзистором.

Теплопроводность активного материала во «включенном» состоянии была сравнима с некоторыми жидкостными термотранзисторами. В целом теплопроводность активного материала во «включенном» состоянии была в четыре раза выше, чем в «выключенном». Кроме того, транзистор был стабилен в течение 10 циклов использования — лучше, чем некоторые современные жидкостные тепловые транзисторы. Такое поведение было протестировано на более чем 20 отдельно изготовленных термотранзисторах. Единственным недостатком была рабочая температура около 300 °C.

«Наши результаты показывают, что твердотельные электрохимические тепловые транзисторы могут быть столь же эффективными, как и жидкотельные электрохимические тепловые транзисторы, без каких-либо их ограничений», — сказал Охта. «Основным препятствием на пути разработки практических термотранзисторов является высокое сопротивление переключающего материала и, следовательно, высокая рабочая температура. Это будет в центре внимания наших будущих исследований».

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Сохаилом Киганом Пинто по адресу: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.; +81 11-706-2185.

Эта статья впервые появилась в июньском номере журнала Tech Briefs Magazine за 2023 год.

Больше статей из архива читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ