Tecnica rivoluzionaria individua "punti caldi" nanoscalari nei dispositivi per prolungarne la durata

RomeGli scienziati dell'Università di Rochester hanno sviluppato un metodo innovativo per risolvere i problemi di surriscaldamento nei dispositivi come laptop e smartphone. Questi dispositivi si surriscaldano a causa di piccoli problemi di trasferimento di calore. Il nuovo metodo consente di individuare e mappare queste aree calde con maggiore precisione.

I metodi esistenti di termometria ottica hanno difficoltà con l'alta risoluzione spaziale. Pickel, insieme ai suoi dottorandi Ziyang Ye e Benjamin Harrington, ha risolto questo problema utilizzando un nuovo approccio. Hanno adattato la microscopia a fluorescenza super-risoluta, originariamente impiegata per lo studio di campioni biologici, per misurare il trasferimento di calore nell'elettronica.

Questo studio utilizza metodi innovativi per raccogliere e analizzare i dati.

• Ricercatori hanno utilizzato nanoparticelle luminescenti per la mappatura delle temperature.
• La loro tecnica raggiunge una risoluzione estremamente alta fino a 10 millimetri di distanza.
• Questa distanza è rilevante nella microscopia a super-risoluzione, che spesso opera entro un millimetro.
• Il processo ha comportato l'applicazione di nanoparticelle upconverting altamente drogate sulla superficie del dispositivo.

I ricercatori hanno dimostrato la loro tecnica utilizzando un dispositivo che induceva rapidi cambiamenti di temperatura. Questa metodologia può essere applicata a vari componenti elettronici per renderli più duraturi.

Nel loro impegno per perfezionare la tecnica, il team di ricerca mira a:

• Ridurre la potenza del laser utilizzata nel processo.
• Migliorare i metodi per applicare nanoparticelle ai dispositivi.

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Questo progresso potrebbe aiutare notevolmente i produttori a individuare piccole aree che si surriscaldano, evitando danni e allungando la vita utile dei componenti elettronici. Di conseguenza, i dispositivi elettronici di consumo diventerebbero più affidabili e duraturi.

Un punto di rilevante importanza è che una tecnica proveniente dal campo dell'imaging biologico è stata adattata con successo all'elettronica. Anche se i materiali e le applicazioni differiscono, i principi di fondo hanno funzionato egregiamente. Considerati i limiti dei metodi precedenti, questo nuovo approccio rappresenta un significativo miglioramento.

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e da un premio della Furth Fund della Università di Rochester. Questi fondi sono cruciali per rendere possibili importanti scoperte interdisciplinari.

Con il miglioramento di questa tecnica, i produttori di elettronica potrebbero risolvere meglio i problemi di dissipazione del calore, portando alla realizzazione di dispositivi più efficienti e durevoli.