| 0 |
|
В полупроводниковой индустрии упругие напряженные состояния таких материалов как кремний уже давно и успешно используют для улучшения производительности транзисторов. Статья «Pressure Enabled Phonon Engineering in Metals», опубликованная в Трудах Национальной Академии Наук (Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS), открывает новое направление применения технологий напряжений – к металлическим межсоединениям электронных схем и к другим материалам, используемым, чтобы проводить или изолировать электричество.
«Мы обратились к фундаментальному физическому свойству, сопротивления металла, и показали, что если подвергнуть эти металлы действию давления их сопротивление уменьшается, – отмечает ведущий автор статьи Николас Ланзилло (Nicholas Lanzillo) из Политехнического института Ренсселера (штат Нью-Йорк). – В этой статье описывается, почему у разных материалов под давлением уменьшение этого фундаментального свойства происходит неодинаково».
Исследование включало в себя теоретические прогнозы, суперкомпьютерное моделирование и эксперименты на оборудовании, способном обеспечить давление до 40 тыс. атмосфер.
Предварительные расчеты, выполненные суперкомпьютером в Центре вычислительных инноваций Ренсселера, свидетельствовали, что сопротивление, оказываемое движению электронов вибрациями атомной решетки металлов – фононами, зависит от размеров проводника. В ряде случаев, сопротивление нанопровода могло превосходить сопротивление «массивного» проводника из одного и того же металла на порядок.
Исследователи предположили, что рост сопротивления связан с тем, что расстояние между атомами в наноструктурах меньше, чем в массивных образцах, и попытались воспроизвести этот эффект, подвергая макропроводник высокому давлению.
Работая в сотрудничестве с геохимиками, располагающими установкой для моделирования условий в глубинах планет, коллектив ученых получил экспериментальные данные о сопротивлении алюминия и меди под давлением до 20 тыс. атмосфер, и продемонстрировал, что результаты квантовомеханических расчетов электрон-фононных взаимодействий соответствуют действительности.
Таким образом, исследование предоставляет возможность численно прогнозировать, как сопротивление будет реагировать на давление, экономя на натурных испытаниях. Оно также демонстрирует, что изменения сопротивления можно реализовать в тонкопленочных нанопроводах, прикладывая механическое напряжение в сочетании с существующими технологиями производства чипов и материалами.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
