यूसीएलए शोधकर्ताओं ने अपनी तरह का पहला सॉलिड-स्टेट थर्मल ट्रांजिस्टर विकसित किया है जिसका उपयोग एक दिन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में गर्मी को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। यह तकनीक, अन्य उन्नत तकनीकों के साथ मिलकर, तेज़ और अधिक शक्तिशाली प्रोसेसर डिजाइन करने में मदद कर सकती है।
गर्मी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की नंबर एक दुश्मन है। जैसा कि इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग (आईईईई) ने सही ढंग से बताया है, हीट सिंक का उपयोग ऐतिहासिक रूप से गर्मी स्रोतों से अतिरिक्त गर्मी को निष्क्रिय रूप से हटाने के लिए किया जाता रहा है। चलती भागों या तरल पदार्थ से जुड़े सक्रिय तरीके भी सफल रहे हैं, लेकिन लोड आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उन्हें प्रभावी ढंग से उठाने के लिए समय की आवश्यकता होती है।
इसके विपरीत, थर्मल ट्रांजिस्टर को विद्युत क्षेत्रों का उपयोग करके गर्मी प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जैसा कि आईईईई बताता है, शोधकर्ताओं का थर्मल ट्रांजिस्टर अणुओं की एक पतली फिल्म का उपयोग करता है जो ट्रांजिस्टर के लिए एक चैनल के रूप में कार्य करता है। विद्युत क्षेत्र लगाने से, फिल्म में बंधन मजबूत हो जाते हैं, जिससे इसकी तापीय चालकता बढ़ जाती है।
टीम का थर्मल ट्रांजिस्टर कई मायनों में दिलचस्प है। सबसे पहले, अन्य ताप अपव्यय विधियों की तुलना में, ताप प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और तापीय चालकता आणविक गति समाधानों की तुलना में 13 गुना अधिक है। इसके अलावा, थर्मल प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए इसे एक ही पैकेज पर कई गुना इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन यह त्रि-आयामी स्टैक्ड चिप्स जैसे नए डिजाइनों में हॉट स्पॉट को लक्षित करने में भी मदद करता है।
प्रमुख लेखक योंगजी हू ने कहा कि वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की लंबे समय से गर्मी हस्तांतरण को उसी तरह नियंत्रित करने की तीव्र इच्छा रही है जैसे वे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नियंत्रित करते हैं, लेकिन यह एक चुनौतीपूर्ण प्रयास रहा है।
सबसे अच्छी बात यह है कि यह कोई ऐसी स्थिति नहीं है जहां आपको एक शीतलन विधि को दूसरे की तुलना में चुनना पड़े। ऐसा कोई कारण नहीं है कि इष्टतम परिणाम प्राप्त करने के लिए थर्मल ट्रांजिस्टर को अन्य उभरती प्रौद्योगिकियों जैसे वैकल्पिक सब्सट्रेट, नए डिजाइन और मौजूदा कूलिंग प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ा नहीं जा सकता है।
टीम का संबंधित शोध हाल ही में साइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ था:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo4297
वादा करते हुए, हू ने स्वीकार किया कि प्रौद्योगिकी अभी भी विकास के शुरुआती चरण में है और भविष्य के पुनरावृत्तियों को बेहतर प्रदर्शन प्रदर्शित करना चाहिए।