Ionenkühlung für Chips

Elektrisch erzeugte Ionen verbessern Kühlleistung

Anstatt Wärmeleitpaste könnte in Zukunft ein Ionensturm für den Abtransport der Wärme von Chip-Oberflächen sorgen. Forscher der Purdue University wollen einen Durchbruch bei der Kühlung mit Ionenwinden erzielen. Dabei konnte die Kühlleistung um den Faktor 2,5 gesteigert werden.

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Hierfür brachten die Forscher mehrere Kathoden auf der Oberfläche eines Chips an und eine Anode etwa 10 Millimeter darüber. Die Elektronen, die von den Kathoden zur Anode wanderten, kollidierten in der Luft mit Molekülen, die sich daraufhin in positiv geladene Ionen verwandelten, die zu den Kathoden wanderten. Dadurch entstand eine Art Ionenwind, der die Luftströmung auf der Oberfläche des Chips deutlich verbesserte.

Dadurch könnte man den „No-Slip“-Effekt auf durch Luft gekühlten Oberflächen deutlich reduzier. Dieser Effekt besagt, dass bei einem Luftstrom über einer Oberfläche die Moleküle, die nahe an der Oberfläche sind, sich langsamer bewegen als die Moleküle weiter weg. Die Luftströmung ist also gerade da am geringsten, wo sie am meisten gebraucht wird: direkt auf der Oberfläche.

Das neue Verfahren soll in Kombination mit einem herkömmlichen Lüfter den Luftstrom bis direkt auf die Oberfläche bringen können. Bis es allerdings kommerziell eingesetzt werden kann, wird wohl noch einige Zeit vergehen. Die nächste Hürde, die die Wissenschaftler nehmen müssen, lautet Miniaturisierung, damit auch normale PCs, Notebooks oder vielleicht sogar Handys von der Technologie Gebrauch machen können.

Quelle: Purdue University

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