Les transistors thermiques à semi-conducteurs contrôlent le flux de chaleur à l’aide d’un champ électrique

Contrôle précis du flux de chaleur

La grande image: Des chercheurs de l’Université de Californie ont développé un transistor thermique à semi-conducteurs, le premier du genre, qui pourrait un jour être utilisé pour mieux contrôler la chaleur dans les appareils électroniques. Combinée à d’autres avancées, cette technologie pourrait contribuer à produire des processeurs plus rapides et plus puissants.

La chaleur est l’ennemi numéro un de l’électronique. Comme le souligne à juste titre l’Institut de génie électrique et électronique (IEEE), les dissipateurs thermiques ont toujours été utilisés pour évacuer passivement l’excès de chaleur d’une source. Les approches actives impliquant des pièces ou des liquides mobiles ont également connu du succès, mais elles peuvent prendre du temps pour s’adapter efficacement à une charge.

A l’inverse, les transistors thermiques visent à contrôler le flux de chaleur à l’aide d’un champ électrique. Comme l’explique l’IEEE, le transistor thermique des chercheurs utilise un mince film de molécules qui sert de canal au transistor. En appliquant un champ électrique, la liaison dans le film devient plus forte, ce qui augmente sa conductance thermique.

Le transistor thermique de l’équipe est attrayant sur plusieurs fronts. D’une part, il utilise une petite quantité d’énergie pour contrôler le flux de chaleur par rapport aux autres méthodes de dissipation et présente un rapport de conductance thermique 13 fois supérieur à celui des solutions de mouvement moléculaire. De plus, plusieurs pourraient être utilisés sur un seul boîtier pour améliorer les performances de refroidissement, et ils pourraient également aider à cibler les points chauds dans les conceptions plus récentes telles que les chipsets empilés en 3D.

L’auteur principal, Yongjie Hu, note que les scientifiques et les ingénieurs souhaitent fortement contrôler le transfert de chaleur, un peu comme nous contrôlons l’électronique, mais que cela s’est avéré une entreprise difficile.

Mieux encore, il ne s’agit pas d’une situation où vous devrez choisir une méthode de refroidissement plutôt qu’une autre. Il n’y a aucune raison pour que les transistors thermiques ne puissent pas être associés à d’autres techniques émergentes telles que des substrats alternatifs, de nouvelles conceptions et des techniques de refroidissement existantes pour un effet maximal.

Les recherches de l’équipe sur le sujet ont été récemment publiées dans la revue Science. Bien que prometteur, Hu concède que la technologie en est encore aux premiers stades de développement et que les futures itérations doivent présenter de meilleures performances.

Crédit image : photo Skitter