Исследователи Массачусетского технологического института разработали способ изучения распространения тепла в многослойных материалах, применяемых в электронике. Проблема перегрева становится заметнее по мере того, как компьютерные чипы становятся компактнее и мощнее. Новая методика должна помочь точнее оценивать тепловые процессы внутри устройств.
Ученые объединили рентгеновское излучение, способное проходить через несколько слоев материала, и лазерные импульсы для нагрева образца. Такой подход позволил наблюдать за распределением тепла в устройстве, перспективном для транзисторов и гибкой электроники, говорится в исследовании, опубликованном в Nature Communications. Метод дает возможность изучать отдельные слои, которые трудно анализировать традиционными оптическими способами.
Технологию проверили на конструкции из нитрида галлия, размещенного на кремнии. В ходе измерений специалисты обнаружили, что дефект в виде складки микронного размера снижает способность материала отводить тепло в 4 раза в этой точке. Также было зафиксировано неравномерное распространение тепла в разных направлениях.
По данным авторов работы, через границу материалов теплоотвод уменьшился на 25%. Ранее при моделировании обычно рассматривались идеальные кристаллы без подобных дефектов. При этом крупные складки нередко возникают в двумерных материалах во время их обработки.
Разработчики считают, что метод можно применять для исследования различных чипов и электронных систем. Он позволяет подавать ток на устройство и одновременно отслеживать рентгеновским излучением рассеивание тепла на малых масштабах. Полученные данные могут использоваться при создании электроники с более эффективным охлаждением.
