Трехмерная электроника, состоящая из взаимосвязанных вертикальных слоев чипов, представляет собой следующее поколение энергоэффективных высокопроизводительных устройств.

Однако 3D-устройства подвержены перегреву, поскольку плотно упакованные компоненты препятствуют отводу тепла. Одним из решений является использование теплоотводящего материала, такого как гексагональный нитрид бора (BN), для поддержания устройства в холодном состоянии.

Используя магнитные поля для выравнивания и ориентации микроскопических частиц BN, группа ученых во главе с профессором Наньянского университета Гортензией Ле Ферран из Школы механики и аэрокосмической инженерии NTU смогла отводить тепло от их источников, чтобы предотвратить перегрев. Исследование «Микроструктурированные композиты BN с внутренними контурами высокой теплопроводности для 3D-электронной упаковки» можно найти в Advanced Materials.

Исследователи сначала покрыли частицы BN оксидом железа, чтобы сделать их чувствительными к магнитным полям. Затем они суспендировали частицы с покрытием в растворителе и использовали магнитное поле для выравнивания частиц в различных ориентациях.

Ученые проверили способность различных конфигураций рассеивать тепло и обнаружили, что вертикально расположенные частицы наиболее эффективно направляют тепло вверх. Ориентацию частиц также можно адаптировать для отвода тепла вбок, например, когда частицы зажаты между двумя тепловыделяющими электронными компонентами.

«Наш метод точного и простого выравнивания и ориентации частиц BN для стратегического отвода тепла может предложить новые решения для эффективного управления нагревом мощных электронных устройств», — говорит профессор Ле Ферран.