IT之家3月5日消息，德國(guó)弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer)的科學(xué)家們利用超薄金剛石膜成功降低了電子元件的熱負(fù)荷，并有望將電動(dòng)汽車(chē)的充電速度提升五倍。這項(xiàng)技術(shù)突破的關(guān)鍵在于金剛石優(yōu)異的導(dǎo)熱性和絕緣性。
眾所周知，熱量是電子設(shè)備運(yùn)行的副產(chǎn)物，但過(guò)高的熱量會(huì)損害元件，甚至引發(fā)安全隱患。因此，散熱一直是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要考量因素。傳統(tǒng)散熱器通常使用銅或鋁材質(zhì)，但它們同時(shí)也是良好的導(dǎo)體，需要額外的絕緣層進(jìn)行隔離。
弗勞恩霍夫研究所的研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，將目光投向了金剛石這種兼具優(yōu)異導(dǎo)熱性（有利于散熱）和電絕緣性（避免短路）的獨(dú)特材料。
“我們希望用金剛石納米膜取代傳統(tǒng)的中間絕緣層，”項(xiàng)目研究員Matthias Mühle表示，“金剛石可以加工成導(dǎo)電通路，能非常高效地將熱量傳遞給銅質(zhì)散熱器。同時(shí)，由于金剛石納米膜具有柔性和獨(dú)立性，可以被放置在元件或銅板上任何位置，甚至直接集成到散熱回路中。”
據(jù)IT之家了解，以往的金剛石散熱器厚度通常超過(guò)2毫米，且難以與元件貼合。而新型金剛石納米膜僅有1微米厚，柔韌性好，只需輕微加熱到80攝氏度即可與電子元件牢固結(jié)合。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在硅晶片上生長(zhǎng)多晶金剛石薄膜，然后再剝離并蝕刻金剛石層來(lái)制備這些納米膜。
研究人員估計(jì)，金剛石納米膜可以將電子元件的熱負(fù)荷降低10倍，從而顯著提升其使用壽命和整體設(shè)備的能效。此外，如果將該技術(shù)應(yīng)用于充電系統(tǒng)，還可以將電動(dòng)汽車(chē)的充電速度提升五倍。
更令人振奮的是，金剛石納米膜可以直接在硅晶片上制備，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。目前，該團(tuán)隊(duì)已為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利，并計(jì)劃在今年晚些時(shí)候?qū)⑵鋺?yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)和電信領(lǐng)域的逆變器和變壓器中進(jìn)行測(cè)試。
