Unha nova técnica creada en Santiago evita o sobrequecemento nos sistemas electrónicos

Un equipo do CiQUS aplica campos eléctricos sobre rexións moi localizada en certos materiais e así consegue xestionar mellor a calor dos dispositivos

O sobrequecemento dos dispositivos electrónicos afecta o seu rendemento e reduce a súa vida útil. Un dos grandes desafíos actuais consiste en poder xestionar de maneira eficiente a calor que xeran estes sistemas durante o seu funcionamento, e iso pasa por controlar a condutividade térmica dos diversos materiais que os compoñen. Mentres que a corrente eléctrica pode controlarse con facilidade nos materiais electrónicos convencionais, a calor formula un reto distinto: os fonóns, as partículas que a transportan en sólidos cristalinos, non posúen carga nin momento magnético, o que dificulta enormemente a súa manipulación.

Unha técnica desenvolvida no Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago (USC) permite trazar circuítos térmicos en certos óxidos de ferro e cobalto, logrando regular o fluxo de calor en áreas moi localizadas destes materiais. “Mediante esta técnica conseguimos reducir a condutividade térmica en rexións micrométricas de diversos materiais ata un 50%” sinala Francisco Rivadulla, director do estudo e catedrático do Departamento de Química-Física da USC.

Publicidade

Un proceso estable e reversible

Como se dun gravado a moi pequena escala se tratase, o persoal científico utilizou a punta dun microscopio de forzas atómicas para aplicar un campo eléctrico moi localizado sobre a superficie do material e xerar patróns micrométricos cunha condutividade térmica definida. “Mediante a aplicación do campo eléctrico puidemos controlar a concentración local de ións de osíxeno no material, que actúan como unha barreira para a propagación dos fonóns, determinando a súa condutividade térmica”, detalla Marcel Claro, outro dos autores do traballo. Ademais do equipo liderado por Rivadulla no CiQUS, a investigación tamén contou coa colaboración dos profesores Carlos Vázquez e Arturo López Quintela, do Instituto de Materiais (iMATUS), tamén da USC.

Con esta tecnoloxía, os investigadores conseguiron aplicar campos eléctricos de millóns de voltios por centímetro, o que permite desprazar e acumular os ións negativos de osíxeno dentro do material, creando barreiras artificiais para a propagación de calor. “Optimizando a composición do óxido conseguimos que o proceso —a alternancia entre os distintos estados térmicos— sexa estable no tempo”, explica Noa Varela, primeira autora do estudo.

Publicidade

Ademais, “as áreas con condutividade térmica reducida manteñen a súa estabilidade en condicións ambientais, pero poden reverterse mediante un leve quecemento en aire, o que permite reutilizar o material repetindo o proceso de modificación da condutividade térmica cantas veces se queira“, conservando deste modo a funcionalidade dos dispositivos tras múltiples ciclos.

Electrónica térmica

O traballo publicado na revista Advanced Materials supón un novo paso cara a xestión da calor na microelectrónica, abrindo a porta ao deseño de compoñentes que disipen a calor de forma controlada en diversos dispositivos e sistemas de almacenamento de enerxía. O obxectivo da liña de traballo deste grupo de investigación é conseguir sistemas capaces de controlar o fluxo de calor en nano e microestruturas coa mesma eficacia que os circuítos eléctricos manexan a corrente. Neste contexto, os transistores térmicos que conseguen controlar o transporte de calor en resposta a estímulos eléctricos están chamados a xogar un papel clave na próxima xeración de dispositivos.


Referencia: Electric-Field Control of the Local Thermal Conductivity in Charge Transfer Oxides (Publicado en Advanced Materials)

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

Este sitio usa Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.

Relacionadas

Un equipo galego abre a porta a detectar a periodontite mediante unha mostra de saliva e IA

A investigación, liderada pola USC e o IDIS, indica que o mellor modelo do experimento acada unha sensibilidade superior ao 92%

Das visitas a Santiago ás colaboracións científicas: estes son os vínculos do Nobel de Física con Galicia

O galardoado Francis Halzen é o presidente do Comité Asesor do IGFAE e colaborou cos científicos Enrique Zas, Jaime Álvarez ou Ricardo Vázquez

Un estudo galego propón novos criterios para identificar áreas de lonxevidade extrema

Investigadores do IDIS e da UVigo publican por primeira vez un marco metodolóxico que inclúe parámetros demográficos e epidemiolóxicos

Un científico do CiQUS obtén unha prestixiosa axuda para impulsar un novo enfoque de deseño molecular

Luis M. Mateo é beneficiario dunha Branco Weiss Fellowship, unha das bolsas con máis recoñecemento internacional destinada a investigadores mozos