科学探索|科学家发现由硅同位素制成的纳米线比普通硅的导热性能好150% 科学家发现由硅同位素制成的

有电的地方就会产生热量，而这是缩小电子设备的一个主要障碍。科学家们现在发现，由某种硅的同位素制成的纳米线比普通硅的导热性能好 150%，有可能导致计算机芯片的温度大幅降低。

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在一个繁忙的电子系统中，电流会产生大量的热量，如果任其堆积，就会损坏元件。因此，冷却技术也在快速发展，但随着电子产品变得越来越小，有效散热变得越来越难。
科学家在新研究中发现了被称之为“硅-28”（Si-28）的特殊硅同位素，同位素是一种含有不同数量中子的特定元素的原子。目前大约 92% 的硅以“硅-28”的形式存在，5% 以“硅-29”（Si-29）形式存在，而剩余的 3% 则以“硅-30”（Si-30）形式存在。
在计算机芯片中，这些同位素具有相同的一般电子功能，但以前的研究发现，Si-29 和 Si-30 的“杂质”会中断热量的流动。

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过去，科学家们发现，用纯“硅-28”制成的散装元件可以将热传导提高 10% 左右--这并不坏，但并不真正值得付出额外的成本。在新的研究中，研究人员考察了由纯Si-28制成的纳米线的导热效果如何。
研究小组将宽度仅为90纳米的Si-28纳米线置于两个微加热器垫之间，并对其中一个施加电流，以便产生的热量通过纳米线流向另一个。科学家们预计改进的幅度在20%左右--但令他们非常惊讶的是，它的性能比天然硅的纳米线好 150% 。
仔细检查发现，在纳米线的外部形成了一层二氧化硅，有效地抚平了通常粗糙的表面，使其散射热量。在内部，由于缺乏其他同位素的缺陷，使热量得以顺利通过纳米线的核心。
然而，有一个主要问题--从其他同位素中分离出硅-28仍然很昂贵和困难。但是未来也可以在这个领域取得进展，特别是有了一些新的理由来这样做。
The research was published in the journal Physical Review Letters.
【科学探索|科学家发现由硅同位素制成的纳米线比普通硅的导热性能好150%】Source: Berkeley Lab