Nanotechnologia

Celem najnowszych badań nad nanorurkami węglowymi w Fujitsu Laboratories Devises & Materials Laboratory jest optymalizacja produkcji na większą skalę płytek węglowych. Zbudowane będą z równoległych do siebie i prostopadłych do płytki nanorurek węglowych przy zachowaniu pożądanych właściwości w tym przewodnictwa cieplnego. To rozwiązanie miałoby zastosowanie głównie w elektronice samochodowej w materiałach na bazie węglika krzemu.

Aby doszło do komercjalizacji należało stawić czoła problemom podczas zwiększania skali produkcji. Było to głównie zniwelowanie różnic temperatur i ciśnień między cząsteczkami osadzanymi a nośnikiem. Oprócz tego także różnic w wymiarach cząsteczek oraz uzyskanie stabilności rurek bez użycia żywicy.

Do produkcji masowej płytek z nanorurek o tym układzie ważne są więc warunki samego CVD. Istotne czynniki w tym procesie to oczywiście temperatura i ciśnienie. Kontrolę i monitorowanie tych parametrów Fujitsu zaproponowało w swoim rozwiązaniu dla katalizatorów metalicznych. Jedynie rozmiar płytek zależy od użytego substratu węglowego. Jest to rozwiązanie pierwszego problemu wobec produkcji na szerszą skalę. 

Rozwiązanie drugiego problemu Fujitsu uzyskało wg kierownika badań Daiyo Kondo przez poddanie działaniu temperatury powyżej 2000 stopni Celsjusza już ułożonych w założonym szyku nanorurek węglowych, a następnie ściskanie. Polepsza to orientację prostopadłą i kształt. Dzięki temu płytki z nanorurek mogą być poddane działaniu temperatury przekraczającej 700 stopni Celsjusza. Dla porównania płytki z indu topią się już w 160 stopniach!

W konsekwencji rozpraszanie ciepła w płytkach nanorurkowych Fujitsu występuje przy około 80W/mK z uwzględnieniem rezystancji styku. Jest to wynikiem 3-krotnie większym niż znów dla płytek z indu. Jest to ważne z punktu widzenia elektroniki i dalszych planów zastosowań pod kątem usuwania ciepła. Obecnie ostatnim problemem jaki pozostaje są zagadnienia kosztowe używanych materiałów.

Źródło tekstowe: https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/nanotechnology/new-carbon-nanotube-sheets-claim-worlds-top-heatsink-performance

Źródło grafiki: freeimages.com

Redaktor: Jagoda M. Wierzbicka