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新しい技術は電子機器のナノスケールの「ホットスポット」を正確に特定し、寿命を延ばす

ノートパソコンやスマートフォンなどの電子機器が過熱する場合、根本的にはナノスケールの熱伝達の問題が関係しています。その問題の原因を正確に突き止めるのは、干し草の山から針を探すようなものです。 「現代の電子機器の構成要素はナノスケールの機能を備えたトランジスタです。そのため、どの部分が過熱しているかを把握するには、詳細な温度マップを取得することが最初のステップです」と、ロチェスター大学機械工学部の助教授、アンドレア・ピッケル氏は言う。「しかし、そのためにはナノスケールの解像度を持つものが必要です。」 既存の光学温度測定技術は、達成できる空間分解能に根本的な限界があるため、実用的ではありません。そこで、ピッケルと彼女の材料科学博士課程の学生であるジヤン・イェとベンジャミン・ハリントンは、生物画像化に使用されるノーベル化学賞を受賞した光学超解像蛍光顕微鏡技術を活用して、これらの限界を克服する新しいアプローチを考案しました。新しい 科学の進歩 この研究では、研究者らは発光ナノ粒子を使用して熱伝達をマッピングするプロセスを概説しています。 研究者らは、デバイスの表面に高濃度ドープされたアップコンバーティングナノ粒子を適用することで、最大 10 ミリメートル離れたところからナノスケールレベルで超高解像度の温度測定を実現しました。ピッケル氏によると、この距離は超解像度顕微鏡の世界では極めて遠く、彼らがインスピレーションを得るために使用した生物学的イメージング技術は通常 1 ミリメートル未満の距離で動作します。 ピッケル氏は、生物学的イメージング技術は大きなインスピレーションを与えてくれるが、非常に異なる材料が関係するため、それを電子機器に適用するには大きなハードルがあったと語る。 「生物学者は細胞や水性物質などを観察するため、私たちの要件は生物学者とは非常に異なります」と彼女は言う。「対物レンズとサンプルの間に水や油などの液体が存在することがよくあります。これは生物学的イメージングには最適ですが、電子機器を扱う場合、それは絶対に避けたいことです。」 論文では、チームが急激な温度勾配を生み出すように設計した電気ヒーター構造を使用した技術が実証されているが、ピッケル氏は、この手法はメーカーがさまざまな電気部品の改良に使用できると述べている。プロセスをさらに改良するために、チームは使用するレーザー出力を下げ、デバイスにナノ粒子の層を塗布する方法を改良したいと考えている。 この研究は、国立科学財団とロチェスター大学ファース基金賞の支援を受けて行われた。 #新しい技術は電子機器のナノスケールのホットスポットを正確に特定し寿命を延ばす