Banbrytande teknik kartlägger nanoskaliga "hot spots" i elektronik för att öka livslängden

StockholmForskare vid University of Rochester har utvecklat en ny metod för att lösa överhettningsproblem i enheter som bärbara datorer och smartphones. Dessa enheter blir för varma på grund av små problem med värmeöverföring. Den nya metoden hjälper till att identifiera och kartlägga dessa varma områden mer exakt.

Existerande optiska termometrimetoder har svårt med hög rumslig upplösning. Pickel och hennes doktorander Ziyang Ye och Benjamin Harrington löste detta problem genom att använda en ny metod. De anpassade superupplösningsfluorescensmikroskopi, som ursprungligen användes för att studera biologiska prover, för att mäta värmeöverföring i elektronik.

Den här undersökningen använder sig av nya metoder för att samla in och analysera data.

Forskare använde lysande nanopartiklar för att kartlägga temperaturer. Deras metod ger extremt hög upplösning från ett avstånd på upp till 10 millimeter. Detta avstånd är betydelsefullt inom superupplösningsmikroskopi, som ofta arbetar inom bara en millimeter. Processen innebar att applicera starkt dopade uppkonverterande nanopartiklar på enhetens yta.

Forskarna demonstrerade sin metod med hjälp av en apparat som åstadkom snabba temperaturförändringar. Denna metod kan användas till olika elektroniska komponenter för att förlänga deras livslängd.

Läs också:

Idag · 16:08

En ny era: vuxna bananflugans hjärna kartlagd

I sin strävan att förfina tekniken siktar forskarteamet på att:

• Sänka laserns kraft i processen.
• Förbättra metoder för applicering av nanopartiklar på enheterna.

Denna utveckling kan avsevärt hjälpa tillverkare att upptäcka små områden som blir för varma, vilket förhindrar skador och gör att elektroniska komponenter håller längre. Som en följd av detta kan konsumentelektronik bli mer tillförlitlig och hållbar.

En viktig aspekt är att en metod från ett område (biologisk avbildning) framgångsrikt anpassades för ett annat område (elektronik). Trots att materialen och tillämpningarna skiljer sig åt, fungerade de grundläggande idéerna utmärkt. Med tanke på nackdelarna med tidigare metoder, är denna nya metod en stor förbättring.

Forskningen finansierades av National Science Foundation samt ett bidrag från University of Rochesters Furth Fund Award. Denna finansiering är avgörande för att möjliggöra sådana tvärvetenskapliga upptäckter.

När denna teknik utvecklas, kan det förändra hur tillverkare av elektronik hanterar värmeproblem, vilket kan leda till att apparater fungerar bättre och håller längre.