Revolutionaire techniek onthult nanoschaal-'hotspots' in elektronica en verlengt levensduur van apparaten

AmsterdamWetenschappers van de Universiteit van Rochester hebben een nieuwe methode ontwikkeld om oververhittingsproblemen in apparaten zoals laptops en smartphones op te lossen. Deze apparaten worden te heet door kleine problemen met warmteoverdracht. De nieuwe techniek maakt het mogelijk om deze warme gebieden nauwkeuriger te lokaliseren en in kaart te brengen.

Bestaande optische thermometrie-methoden kampen met lage ruimtelijke resolutie. Pickel en haar promovendi Ziyang Ye en Benjamin Harrington hebben dit probleem opgelost door een nieuwe methode te gebruiken. Ze pasten super-resolutie fluorescentiemicroscopie aan, oorspronkelijk bedoeld voor biologische monsters, om warmteoverdracht in elektronica te meten.

Deze studie maakt gebruik van innovatieve methoden om gegevens te verzamelen en te analyseren.

• Onderzoekers gebruikten luminescente nanodeeltjes voor temperatuurbepaling.
• Hun techniek biedt een superhoge resolutie tot op 10 millimeter afstand.
• Deze afstand is opmerkelijk in superresolutiemicroscopie, waar meestal binnen één millimeter wordt gewerkt.
• Het proces omvatte het toepassen van sterk gedopeerde upconverting nanodeeltjes op het oppervlak van het apparaat.

De onderzoekers demonstreerden hun methode met een apparaat dat snelle temperatuurveranderingen veroorzaakte. Deze methode kan worden toegepast op verschillende elektronische onderdelen om hun levensduur te verlengen.

Om hun techniek te perfectioneren, wil het onderzoeksteam:

• De hoeveelheid gebruikte laserenergie verminderen.
• De methoden voor het aanbrengen van nanodeeltjes op de apparaten verbeteren.

Lees ook:

Vandaag · 16:08

Een nieuwe blik op het brein van fruitvliegen

Deze ontwikkeling kan fabrikanten aanzienlijk helpen om kleine gebieden die te heet worden te identificeren, schade te voorkomen en de levensduur van elektronische onderdelen te verlengen. Daardoor zouden consumentenelektronica betrouwbaarder en duurzamer kunnen worden.

Een belangrijke overweging hier is dat een techniek uit een ander vakgebied (biologische beeldvorming) met succes is aangepast voor een nieuw toepassingsgebied (elektronica). Ondanks de verschillen in materialen en toepassingen, bleken de fundamentele ideeën goed te werken. Gezien de nadelen van eerdere methoden, biedt deze nieuwe aanpak een aanzienlijke verbetering.

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation en een Furth Fund Award van de Universiteit van Rochester. Deze middelen zijn cruciaal om zulke interdisciplinaire ontdekkingen mogelijk te maken.

Naarmate deze techniek verbetert, kan dit de manier veranderen waarop elektronicafabrikanten omgaan met warmteproblemen, wat leidt tot betere en duurzamere apparaten.