Chłodzenie elektroniki grafenem

Cienką grafenową błonę, którą można umieścić w układach elektronicznych jako podłoże do krzemowych komponentów i która odprowadza ciepło czterokrotnie lepiej niż miedź – opracowali specjaliści z amerykańskiego Uniwersytetu Chalmers. Wprawdzie od dłuższego czasu wiadomo, że mono-warstwowy materiał mógłby świetnie w tej roli sprawdzić, jednak były pewne problemy konstrukcyjne związane w odpowiednim przyleganiem grafenu do warstw krzemowych.

Cienkie warstwy grafenu nie spełniają funkcji termicznej w zadowalającym stopniu. Trzeba dodawać ich więcej. Jednak przy dodawaniu kolejnych warstw materiału nie chce on tak dobrze przylegać. Naukowcy z Chalmers twierdzą, że znaleźli rozwiązanie w postaci tworzenia silnych kowalencyjnych wiązań pomiędzy błoną grafenową a powierzchnią krzemowych układów. A zdolność tworzenia tych trwałych wiązań uzyskuje się przez domieszkę związku o nazwie 3-aminopropylotrietoksysilan (APTES).

Dzięki procesowi hydrolizy powstają pomiędzy grafenem a krzemową powierzchnią tzw. wiązania silanowe, które, jak się okazuje, wzmagają jeszcze dodatkowo dwukrotnie przewodnictwo termiczne błony – warstwa o grubości 20 mikrometrów ma je na poziomie 1600 W/mK, co jest wartością czterokrotnie wyższą niż miedź.