电子-声子相互作用影响计算机芯片散热_港泉SMT
& 电子-声子相互作用影响计算机芯片散热
电子-声子相互作用影响计算机芯片散热
19:26 &&&&作者: 港泉SMT &&&&分类: 行业动态&&
未来几年，随着更多的晶体管挤进更小范围内的计算机芯片，麻省理工学院的工程师说，手机、 笔记本电脑和其他电子设备可能面临更高风险的经济过热，由于电子与热携带的粒子称为声子之间的相互作用。
研究人员发现，这些以前被低估的交互可以发挥重大作用，防止在微电子器件的散热。他们的研究结果被发表在自然通讯 》 杂志上。
他们在实验中，团队精确定时的激光脉冲用于测量电子与非常薄的硅片中的声子之间的相互作用。随着浓度的增加在硅中的电子，这些电子就越多分散声子，并且防止他们在携带热量带走。
“当您的计算机运行时，它产生的热量，和你想要这热能就消散了，由声子，开展”说作者博林廖，在麻省理工学院机械工程前的研究生。”如果声子星罗棋布的电子，它们不一样好，因为我们以为他们是在进行热。这将创建一个问题，我们必须要解决作为筹码变得更小”。
另一方面，廖说这相同的效果可能受益热电发电机，将热能直接转化为电能。在这种设备中，散射声子，，从而降低漏热，将大大改善其性能。
“现在我们知道这种效应可以是重要的电子浓度较高时，”廖说。”我们现在必须考虑如何在更复杂的方式，利用热电和微电子设备工程师电子-声子相互作用”。
廖添丁的合著者包括陈刚、 卡尔 · 理查德 · 索德伯格教授在动力工程和机械工程; 头化学部; 高级研究科学家阿列克谢马兹涅夫基思 · 纳尔逊，哈斯和杜威的化学教授。
由如硅和电气电缆由金属制成的半导体材料制成的晶体管，电子是主要的代理商负责通过材料的导电。为什么这种材料具有有限的电阻的主要原因是电子的流动的某些障碍的存在 — — 即，与热载体的声子，可以与电子，扔碰撞相互作用关闭其导电的路径。
科学家们长期以来研究这种电子-声子相互作用对电子本身，但这些相同的相互作用是如何影响声子的影响 — — 和材料传导热量的能力 — — 是了解不多。
廖说，”人们几乎没有研究对声子的影响因为他们过去认为这种影响并不重要，”。”但正如我们所知从牛顿第三定律，每一个动作有反应。我们只是不知道在什么情况下这种效果就变得重要。
散点图和衰变
廖和他的同事们以前计算出在硅，最常用的半导体材料，当电子的浓度大于每立方厘米，电子与声子的相互作用 1019年会强烈散射声子。而且，他们会减少散热百分之 50，当浓度达到每立方厘米 1021年材料的能力。
“这就是真正有意义的效应，但人们仍表示怀疑，”廖说。这主要是散热的因为在以前的实验材料与高电子浓度他们假定减少主要是散热的因为不到电子-声子相互作用而至缺陷材料。这种缺陷引起的”兴奋剂”，过程中哪些额外的元素如磷硅来增加其电子浓度硼加。
“所以挑战来验证我们的想法是，我们不得不分开电子和缺陷作出的贡献，通过某种方式控制材料，内部的电子浓度没有引入任何缺陷，”廖说。
团队开发了一种叫做三脉冲光声光谱技术可以精确地在薄薄的硅的电子数目增加通过光学的方法，并衡量任何影响材料的声子技术。方法的扩充常规双脉冲光声光谱技术，科学家闪耀两个精确调谐和定时激光器在材料。第一台激光器在材料，而第二个措施的声子脉冲活动它撒或衰变产生声子脉冲。
廖添加第三个激光，其中当照耀硅正是增加材料的浓度的电子，而无需创建缺陷。当他以后引入第三个激光测量声子脉冲时，他发现它衰变快多了，说明电子浓度增加行动与声子散射抑制他们的活动。
“很高兴的是，我们发现实验结果很好同意我们过往的计算方法，和我们现在可以说这效果可以是真正有意义，我们证明了它在实验中，”廖说。”这是第一次的实验，以直接探讨电子-声子相互作用影响声子之间。
有趣的是，研究人员第一次开始看到这种效果在装满了 1019electrons 每立方厘米的硅 — — 相当或更低浓度比一些当前的晶体管。
“从我们的研究显示，这要真正严重的问题时的电路规模变得更小，”廖说。”即使是现在，被几个纳米的晶体管大小，我认为这种影响将开始出现，和我们真的需要认真考虑这种效应，并考虑如何使用或避免设备的实际。
& 本文来自： &
& 链接地址：
& 版权声明：版权归原作者所有，商业转载请联系作者获得授权，非商业转载务必注明出处。用余热来驱动&新加坡推出声子计算机概念
E-mail推荐:&&
　　除了我们目前使用的电子计算机外，理论上还有使用光子的光学计算机。最近，物理学家又提出了第三种类型的计算机DDD声子计算机。相对于电子计算机，声子计算机则是利用声子携带热能来进行运算。在最新一期的《物理评论通讯》上，新加坡国立大学的研究人员描述了如何制作可用于未来声子计算机的热逻辑门。　　热通常在信息处理中被认为是无益的，但新加坡国立大学的李宝文教授等研究人员发现，声子在信息处理中具有和电子、光子相同的功能。逻辑门是计算机的基本单元之一，对一个或多个逻辑输入进行运算产生单一的逻辑输出。在电子逻辑门中，输入和输出用不同的电压来表示。但是，在热逻辑门中，输入和输出则是由不同的温度来表示。它的关键单元是热晶体管，这种热晶体管由两个弱耦合的终端和一个控制终端组成，工作原理类似于场效应晶体管对电流的控制。　　热通过热库产生，热库是一种随机的原子或分子运动。任何的温差都将导致热的传导。在模型中，热传导通过晶格的振动进行，当两个终端的振动频谱结合时，它们的重叠决定了热流。举例来说，当两个振动频谱重叠时，终端间的热传导变得容易，这时代表着“开”的状态。当振动频谱不重叠时，只有极少热量（或无热量）在终端间传输，这时代表着“关”的状态。终端界面粒子振动频谱的匹配与不匹配形成“负积分热阻”，产生稳定的“开”或“关”状态，从而使热逻辑运算成为可能。　　研究人员揭示了如何将热晶体管结合起来构建不同的热逻辑门，如一个可将输入信号数字化的信号中继器。当温度高于或低于某个临界值时，输出要么是“开”，要么是“关”，不存在中间状态。将这样的系列热晶体管连接起来，研究人员获得了一个接近理想的中继器。除了信号中继器，研究人员用同样的热晶体管模型，也实现了非门和与非门功能。　　研究人员预言这些模型器件在级系统中的实现已为时不远。他们表示使用热能的声子计算机的优点在于不需要大量电能，人们可以使用大或者其它电器中的冗余热量来驱动它。
(责编：马丽)
更多关于&&的新闻? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
&&&热图推荐
&&&精彩新闻
? ? ? ? ?&?&?
&&&探索?视界
&&&推荐专题?自然探索?地球故事?人类起源
???温总理：见一叶而知天下 女副市长咋被骗色骗财？毛泽东为何成中国文化符号 男人居住北京11条理由
&&&无线?手机媒体关于声子的定义及性质--《大学物理》1989年01期
关于声子的定义及性质
【摘要】：本文通过求解简谐近似的哈密顿量Ｈ０的本征值方程，得出晶格振动能量量子化的结论，引出声子概念．然后对声子的性质进行讨论，并与光子、经典气体的性质作比较，以便揭示声子的基本特性．
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
一、声子的引入 现行固体物理教材在引人声于概念时,一般将晶格振动作简谐近似,然后直接引用晶格振动能量量于化的结论.今直接用量子力学方法得出晶格振动能量量于化,引出声子概念. 假设原子或离子的平衡位置处在布拉菲格点 RF.,离子作微振动时的位移为 u(R),离子的质量为M.
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
王瑞旦;[J];大学物理;1984年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
王炳和,相敬林;[J];物理与工程;2001年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
王育竹;[J];中国激光;1980年08期
干福熹,陈述春,胡和方;[J];中国激光;1980年Z1期
,邓郁;[J];四川大学学报(自然科学版);1980年02期
陈桂英,成之绪,吴享南,阮景辉;[J];物理学报;1980年02期
汪容;[J];物理学报;1980年03期
顾世洧;[J];物理学报;1980年04期
顾世洧;[J];物理学报;1980年05期
吴国祯;[J];物理学报;1980年06期
顾世洧;[J];物理学报;1980年10期
雷啸霖;[J];物理学报;1980年11期
中国重要会议论文全文数据库
蔡春林;周国成;曹晋滨;王德驹;;[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
梁渝生;;[A];Quantum Transport and Mesoscopic Physics (Ⅲ)--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
程德威;王惠龄;李嘉;;[A];第四届全国低温工程学术会议论文集[C];1999年
楚刃;;[A];三晋文化学术研讨会论文专集[C];1998年
刘振海;;[A];教研撷华——青海师大附中建校45周年论文集[C];1999年
郑良伟;;[A];第二届国际汉语教学讨论会论文选[C];1987年
于绍华;孙亮勤;;[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第九次学术会议论文集[C];1996年
MY;[A];Proceedings of the 3rd Beijing International Symposium on Cement and Concrete(Volume 2)[C];1993年
刘宇陆;蒋剑波;卢志明;;[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
刘振兴;张洪;;[A];1994年中国地球物理学会第十届学术年会论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库
彭前程;[N];光明日报;2000年
;[N];经济消息报;2000年
国家体育总局科研所
何志坚;[N];中国体育报;2000年
花荣;[N];财经时报;2001年
杭州新希望证券研究总部;[N];财经时报;2001年
尹怀勤;[N];大众科技报;2001年
北京大学第一医院妇产科
时春艳;[N];健康报;2001年
仇玉权;[N];江苏科技报;2001年
张远桃;[N];中国医药报;2001年
国家体育总局体育科学研究所
李爱东;[N];中国体育报;2001年
中国博士学位论文全文数据库
孔祥贵;[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
张纪平;[D];四川大学;2002年
侯召宇;[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
刘艳丽;[D];大连理工大学;2002年
张立功;[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年
李会红;[D];华中师范大学;2003年
王绩伟;[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年
高玉琳;[D];厦门大学;2002年
刘兆洋;[D];复旦大学;2003年
单红光;[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2003年
中国硕士学位论文全文数据库
宁金辉;[D];大连理工大学;2000年
王弘宇;[D];北京语言文化大学;2000年
孔丽华;[D];华中师范大学;2000年
闫福强;[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
冯治权;[D];昆明理工大学;2001年
周熠颖;[D];昆明理工大学;2001年
陈颖;[D];四川师范大学;2001年
赵淑贤;[D];黑龙江大学;2001年
张雪莲;[D];西北师范大学;2001年
黄杨强;[D];湖南大学;2002年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号