半導體熱管理有解！東京大學結合傳統與現代科技，開創新技術改寫矽製品熱傳導規則
隨著半導體設備的不斷進步和微型化，熱管理問題日益嚴峻。然而，東京大學的研究團隊以日本傳統的和紋「青海波」為靈感，成功地在矽製品中實現了一項重大突破 - 熱傳導的異向性得以逆轉。這一成就被視為對於未來高發熱半導體等領域的熱管理技術發展具有重大意義。
圖片來源：東京大學-青海波奈米結構中熱流與熱導率各向異性隨溫度反轉的概念圖
青海波作為日本傳統和紋之一，其獨特的紋理啟發了研究人員對於熱傳導異向性的探索。團隊採用了一種稱為「光子」的準粒子，進行了準彈道式的熱傳輸。他們發現，當溫度低於80K（開爾文／－193℃）時，聲子的定向性會增強，使得熱能更容易沿著納米結構的方向傳遞。相比之下，當溫度較高時，熱傳導則呈現出擴散性傳輸，這種熱傳導的方式與常規狀況下的熱傳導有所不同。
圖片來源：東京大學-青海波設計的電子顯微照片（左）和青海波奈米結構和熱傳導各向異性的溫度依賴性（中/右）
這種異向性逆轉的概念將對半導體設備的熱管理設計產生深遠影響。通過改變材料的結構，使其具有異向性，可以更有效地控制熱能的傳遞方向，從而提高電子設備的性能、可靠性和壽命，這對於當今快速發展的電子技術領域至關重要。
總的來說，這項研究不僅在材料科學領域取得了重大突破，也為未來半導體設備的熱管理技術開創了新的可能性。研究團隊表示，他們將繼續探索納米結構和材料，並致力於在室溫下實現熱傳導的異向性，以進一步推動科技的發展和應用。
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