Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/04/2011
Transistores de grafeno apresentam um efeito de resfriamento em nanoescala que reduz sua própria temperatura durante seu funcionamento.A descoberta aumenta as perspectivas promissoras do grafeno que, além de componentes eletrônicos ultra-rápidos, agora promete também chips que resfriem a si próprios.
Eletrônica termoelétrica
A velocidade e o tamanho dos chips e processadores são limitados pelo calor que eles dissipam - todos os componentes eletrônicos dissipam calor gerado pelo fluxo de elétrons que os fazem funcionar.
William King e Eric Pop, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, descobriram que o grafeno possui um efeito termoelétrico que supera o aquecimento gerado pelo fluxo de elétrons que o atravessa.
Os chips atuais usam mecanismos externos - dissipadores e exaustores - para retirar seu calor.
Mas um efeito termoelétrico forte o suficiente pode fazer isso internamente, retirando o calor no local, ou nas imediações, onde ele é gerado.
Materiais termoelétricos convertem diretamente a eletricidade em diferenciais de temperatura - um fenômeno conhecido como efeito Peltier.
Resfriamento termoelétrico
Os pesquisadores usaram a ponta de um microscópio de força atômica como termômetro para medir a temperatura em um transístor de grafeno.
As medições revelaram o fenômeno da termoeletricidade com uma intensidade inesperada nos pontos de contato entre o grafeno e os eletrodos metálicos.
O efeito de resfriamento termoelétrico é maior nos contatos metal-grafeno do que o aquecimento resistivo, baixando efetivamente a temperatura do transístor.
"No silício e na maioria dos materiais, o aquecimento eletrônico é muito maior do que o auto-resfriamento," diz King. "Contudo, nós descobrimos que, nos transistores de grafeno, há regiões onde o resfriamento termoelétrico pode ser maior do que o aquecimento resistivo, o que permite que esses componentes resfriem a si próprios."
Esse efeito de auto-resfriamento significa que a eletrônica à base de grafeno poderá simplesmente dispensar os famosos "coolers" - ou exigir exaustores bem menores do que os usados hoje.
Bibliografia:
Nanoscale Joule heating, Peltier cooling and current crowding at graphene–metal contacts
Kyle L. Grosse, Myung-Ho Bae, Feifei Lian, Eric Pop, William P. King
Nature Nanotechnology
3 April 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2011.39
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