作为持有笔记本电脑或手机的任何人都知道,它们会产生热量损坏内部微芯片的热量。然而,分层的结晶黑色磷可能导致新的微芯片设计,使热流动并保持电子移动。这是第一次观察到,与另一个方向相比,黑色磷纳米在Zig-ZAG方向上的两倍移动热量。
设计人员现在可以利用磷的方向依赖性热特性,以保持微电子器件冷却并提高其效率。取向依赖性行为可以提高晶体管和热电装置的能量效率,以及导致利用用于冷却和微电子操作的不同方向的微芯片。
黑磷是天然分层半导体,是电子,光学和光电应用的有希望的候选者。理论主义者预测了不同的晶体取向黑磷可以具有高热流和低电导率;而其他晶体取向可能会很低热流和高电导率。然而,测量这些性质的取向依赖性非常困难。
现在,由加州大学 - 伯克利科学家领导的研究人员已经测量了黑色磷纳米波巴的各向异性热性质。在他们的研究中,科学家们将黑磷的微型制造纳米纳米纳入悬浮装置,以测量微小的热梯度和导热率。他们发现,锯齿状晶体中的导热率为两倍方向比“手臂椅”方向。他们还观察到热性质取决于纳米波巴的尺寸。已经提出各向异性热性质归因于声子分散和声子散射速率的差异。科学家可以使用这种取向依赖性行为来控制晶体管中的发热和耗散热电设备。甚至更令人兴奋,微芯片可以设计在一种晶体取向中使用磷晶体优化的冷却,而通过利用该装置的操作电导率含有不同方向的磷晶体。
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