研究人员概述了监视高级半导体中热量的创新方法

当电子设备过热时，它们可能会放慢，故障或停止完全工作。当电子通过材料时，这种热量是损失能量的主要原因，类似于移动机器上的摩擦。本文指出：今天，大多数设备都使用硅（SI）作为其半导体材料。但是，工程师越来越多地返回诸如氮化炮（GAN）之类的继任者，以延长使用寿命和更高的性能。这包括LED，紧凑型笔记本电脑充电器和5G电话网络等产品。对于更激烈的应用，例如高压系统或恶劣的环境，研究人员探索了超宽的带隙（UWBG）材料，例如氧化衣（GA）2O3），硝酸铝（Algan）甚至钻石。材料之间的主要区别是它们的电子带隙，即允许电子流入材料所需的能量。 BandGap允许公司减少电子设备的大小并提高其功率效率。Georges Pavlidis解释说：“ UWBG材料可以承受高达8,000伏的电压，并且可以在200°C（392°F）的温度下运行，该电压有望在能源，健康和通信领域的下一代电子设备中使用它们。”尽管这些材料已承诺获得好处，但它们也带来了挑战。它们目前很昂贵，难以做，并且难以准确测量其热性能。 Pavlidis解释说，由于电子设备的尺寸更强大，尺寸较小，因此设备中的热量将更具局部性，并且可以产生比太阳更大的热动作。他说：“芯片制造商需要新的方法来测量较小尺寸的温度。” Pavlidis以及Dominic Myren和FrancisVásquez，康涅狄格大学机械，航空和制造工程学院的博士生去年，CH实验室应满足测量热量输出的挑战。他们在工作中的结果是在应用物理信函中发表的“观点”论文。国防科学和工程研究生Myren说：“意见旨在制定即将发生的事情，为即将来临的人们欢喜，并鼓励其他研究人员开始研究类似的主题。” “目前的驱动力是在广泛的带盖和超宽带盖半导体设备上开发热管理技术。我们有许多未解决的问题，我们可以在帕夫利迪斯博士的实验室中遇到很多问题，但想法的交叉授粉是学院的方式。 OVE的风险押修。该论文在5月下旬在线发表后，合着者意外收到了一封由适用的物理信编辑的信。 “我们发现您的文章值得注意并选择它作为促销的编辑选项。它将在《杂志》主页上发布，并在标题旁边显示徽章。”康涅狄格大学工程大学工程学院院长JC Zhao说：“高度考虑的物理信函已被选为编辑的建议，这不是一件容易的事。” Pavlidis和他的团队在这一认可中，我为他们的成就感到自豪。 “对Vásquez的研究的兴趣是高功率和射频（RF）功率电子产品的热管理。在Pavlidis Lab中，他希望使用大量应用进行研究，并且该小组确定直接影响能源效率，可靠性和性能的真实电子设备和光子学。尤其是当我们Enco时。不难解释知识，他总是鼓励我们保持好奇。 ”“他的方法促使我们探索新想法，紧紧尝试一下，并考虑如何通过真正的创新来改变我们的工作。这是知识自由和高标准的结合，使我每天都在实验室里开心。在本文中，UWBG的研究人员探索了许多用于测量设备温度的选项。他们建议使用光学技术，例如拉曼光谱和热反射，它们使用光来测量与温度相关的特性。电气方法使用电信号检测温度，而研究方法（例如扫描热显微镜）的扫描正在接触表面以感觉热。研究人员还描述了令人兴奋的新想法，例如结合了从不同的浅色创建的热图像，以查看基于氮化物的设备上的热量，或者测量如何吸收光iNTO材料缺陷以计算氧化；它们还可以在新型显微镜中起作用，该显微镜可以使用深紫外线检测非常小的热图案。 Pavlidis说：“这些建议的方法为测量未来电子产品的峰值温度提供了一种解决方案，这是何时失败的电动设备。提供行业中准确的计量技术将降低商业化障碍，并使工程师能够开发新的热管理技术。”团队研究得到了Microelectronics Commons的支持，该计划专门为USBG Power Electronics设备的商业化而创建。东北微电子联盟中心，东北微电子联盟中心，一组200多个组织。本月工程师（IEEE）旨在与半导体合作伙伴合作，以生产覆盖范围-Sokarte，以降低电子功率温度。通过推动解决温度的局限性测量，实验室计划扩展其方法，以改善其他技术，例如量子计算和光子电路。他们与马里兰州大学的同事合作，设计了下一代数据存储的光子硬件。该研究已发表在《自然通讯》中。 Pavlidis说：“我们希望我们的工作为下一代UWBG设备奠定了基础。”