Küresel teknoloji endüstrisinin, özellikle yapay zeka ve veri merkezi yatırımlarının artmasıyla karşı karşıya kaldığı en büyük sorunlardan biri olan "termal yönetim" (ısı dağıtımı) alanında devrim niteliğinde bir buluşa imza atıldı.
California Üniversitesi (UCLA) Samueli Mühendislik Fakültesi'nden Prof. Yongjie Hu liderliğindeki araştırma ekibi, metalik teta fazlı tantal nitrürü (TaN₍θ₎) şimdiye kadar ölçülen en hızlı ısı ileten metal olarak tanımladı.
BAKIRDAN 3 KAT DAHA PERFORMANSLI
Endüstride mevcut ısı emicilerin (heatsink) ve termal yönetim pazarının üçte birini oluşturan bakır, yaklaşık 400 watt/metre-kelvin (W/mK) iletkenlik değerine sahip. İdeal koşullarda gümüş de benzer seviyelerde performans gösteriyor.
Ancak UCLA ekibinin geliştirdiği TaN₍θ₎, 1.100 W/mK üzerindeki termal iletkenliğiyle bakırı neredeyse üçe katlayarak fizik kurallarındaki sınırları zorluyor. Bu performans sıçraması, çiplerin enerji yoğunluğunun arttığı bir dönemde kritik bir çözüm olarak öne çıkıyor.
ATOMİK DÜZEYDE 'DİRENÇSİZ' İLETİM
Yüksek güçlü işlemcilerde ve grafik hızlandırıcılarında (GPU) oluşan ısı, performans kaybına ve donanım ömrünün azalmasına neden oluyor. Prof. Hu'nun ekibi, tantal nitrürün atomik yapısındaki farklılığı kullanarak bu sorunu aşıyor.
Normal metallerde elektronlar ve 'fonon' adı verilen kafes titreşimleri çarpışarak ısının iletilmesini yavaşlatır. Ancak teta fazındaki tantal ve azot atomlarının altıgen kafes dizilimi, bu etkileşimleri minimize ediyor. Bu sayede termal enerji, malzeme içinde neredeyse hiç dirençle karşılaşmadan, ultra hızlı bir şekilde yayılıyor.
YAPAY ZEKA VE UZAY TEKNOLOJİLERİ İÇİN KRİTİK
Araştırmacılar, bu yeni materyalin sadece teorik fizikte değil, endüstriyel uygulamalarda da dönüştürücü etkisi olacağını vurguluyor:
Prof. Yongjie Hu, bu bileşiği "yeni nesil termal yönetim için temelde yeni ve üstün bir alternatif" olarak nitelendiriyor.
YARI İLETKENDEN SONRA METALDE DE REKOR
Hu'nun laboratuvarı, termal malzeme araştırmalarında küresel bir öncü konumunda. Ekip daha önce, rekor düzeyde ısı iletkenliğine sahip bir yarı iletken olan bor arseniti keşfetmiş ve bunu çip soğutma sistemlerine entegre etmişti. Son keşif olan TaN₍θ₎, yarı iletken çözümleri tamamlayacak, hatta bazı alanlarda onları geride bırakacak metalik bir muadil olarak sektöre sunuluyor.
