Микропроцессоры, используемые в современных компьютерах, планшетных компьютерах и смартфонах, неуклонно приближаются к пределу физических ограничений, по достижению которого их дальнейшее ускорение будет приводить к выделению большого количества тепла. И эта проблема, проблема перегрева, будет усугубляться по мере того, как инженеры будут упаковывать все большее количество транзисторов в то же самое пространство чипов. Выходом из этого замкнутого круга могут стать новые высокоэффективные технологии отвода лишнего тепла, и одной из таких перспективных технологий является использование углеродных нанотрубок, которые имеют очень высокий показатель удельной теплопроводности, что позволяет им проводить через себя большое количество тепловой энергии.

"Удельная теплопроводность углеродных нанотрубок превышает удельную теплопроводность алмаза и любого другого материала естественного происхождения. Но, из-за того, что углеродные нанотрубки очень слабо активны, их химическое взаимодействие с большинством других материалов крайне слабо, что обуславливает высокое тепловое сопротивление в месте контакта нанотрубки с другим материалом" - рассказывает Франк Оглетри (Frank Ogletree), ученый-физик из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

Группе Франка Оглетри, в состав которой входят двое бывших исследователей из компании Intel, удалось добиться шестикратного уменьшения теплового сопротивления и увеличения теплового потока, соответственно, через точку контакта углеродной нанотрубки с металлом. Успех этого достижения опирается на использование молекул определенного органического соединения, которые выступают в качестве "моста" между металлом и углеродной нанотрубкой, связываясь с помощью сильных ковалентных связей с атомами углерода и атомами металла.



"Тепловое сопротивление в месте контакта нантрубки с металлом соответствует тепловому сопротивлению между двумя металлическими частями, находящимися на расстоянии 40 микрометров друг от друга" - рассказывает Сумэнджит Кор (Sumanjeet Kaur), один из исследователей, - "Наша технология, в которой задействованы связующие органические молекулы, позволила сократить это условное расстояние приблизительно до семи микрометров".

Успех группы ученых может проложить путь широкому использованию углеродных нанотрубок для создания высокоэффективных путей вывода паразитного тепла из внутреннего объема кристалла микропроцессора наружу, к внешнему теплоотводу. Конечно, до того момента, когда эта технология будет доработана до уровня, обеспечивающего возможность ее практического использования, пройдет некоторое время. В течение этого времени исследователям из лаборатории Беркли придется решить ряд сложных технических проблем, в том числе и проблему выращивания упорядоченных вертикальных рядов углеродных нанотрубок на кремниевых подложках будущих чипов.