奈米碳管可以冷卻晶片？

jiming

質輕的奈米碳管在未來或許會取代銅，成為新一代可攜式電子產品的散熱裝置。美國及芬蘭的的研究人員發現，只需利用常見的製程技術，便可將奈米碳管陣列生長在矽晶片上。這種碳管產品與銅的散熱速率相當，但是質量較銅輕十倍，而且強度與彈性都更好。
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. P% D; A- e" S9 B- e奈米碳管是單原子厚的碳薄膜捲曲成的奈米級柱狀結構，雖然質地輕盈，但仍具有相當的強度及彈性，同時還有極佳的導電及導熱特性，因此自1990年發現此材料起，研究人員多半嘗試其在電子裝置方面的開發，至於導熱及散熱部分則逐漸被忽視。

然而，最近美國壬色列理工學院與芬蘭烏魯大學的研究人員卻首度以奈米碳管製造出矽晶片用的散熱片。他們首先讓長約1.2 mm、直徑介於10到90 nm的多壁式奈米管，由矽晶片上朝外生長成一奈米管膜，接這將薄膜剝離基板，再透過雷射蝕刻方式將奈米管膜製備成10×10的陣列樣式，即成為由許多根碳管組成的角錐柱狀散熱片。
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研究人員將該散熱陣列與可攜式及自動電子元件的覆晶(flip chip)表面接合。儘管在接合過程中會有碰撞，但奈米碳管卻未受損害，表現出與銅散熱片相等的冷卻效率，因此研究人員認為碳管散熱片在機械強度與韌性上優於脆弱纖細的銅散熱片，加上質輕的獨特優勢，值得進一步開發。
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$ P7 O- }' N8 m" k; Y研究人員表示，目前他們正在設法提升散熱片效能，包括使用高品質的奈米管、最佳化陣列結構(大小及間隔)等，預期可以達到目前銅散熱片十倍以上的散熱效率。他們相信在奈米管散熱片未來在成本上能與當前技術相抗衡。詳見Applied Physics Letters, 90, 123105 (2007)。

% ]& e7 G5 P9 P* X1 W原始網站: http://nanotechweb.org/articles/news/6/4/1/1
3 P0 x# D! l/ x' b譯者:呂晃志(逢甲大學奈米科技研究中心)
文章出處:奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/