Solide

Université d'Hokkaido, Sapporo, Japon

Dans l'électronique moderne, une grande quantité de chaleur est produite sous forme de déchets lors de l'utilisation - d'où la raison pour laquelle les appareils en cours d'utilisation deviennent excessivement chauds et nécessitent des solutions de refroidissement. Au cours de la dernière décennie, le concept de gestion de cette chaleur via l'électricité a été testé, conduisant au développement de transistors thermiques électrochimiques.

Actuellement, des transistors thermiques à l'état liquide sont utilisés, mais ont des limites critiques - principalement, toute fuite entraîne l'arrêt du fonctionnement de l'appareil.

Aujourd'hui, une équipe de recherche de l'Université d'Hokkaido a développé le premier transistor thermique électrochimique à semi-conducteurs. L'invention, décrite dans la revue Advanced Functional Materials, est plus stable et tout aussi efficace que les transistors thermiques à l'état liquide actuels.

"Un transistor thermique se compose en gros de deux matériaux : le matériau actif et le matériau de commutation", a déclaré le professeur Hiromichi Ohta. "Le matériau actif a une conductivité thermique variable (k), et le matériau de commutation est utilisé pour contrôler la conductivité thermique du matériau actif."

L'équipe a construit son transistor thermique sur une base d'oxyde de zirconium stabilisée à l'oxyde d'yttrium - qui a également fonctionné comme matériau de commutation - et a utilisé de l'oxyde de cobalt et de strontium comme matériau actif. Des électrodes de platine ont été utilisées pour fournir la puissance nécessaire pour contrôler le transistor.

La conductivité thermique du matériau actif à l'état « activé » était comparable à certains transistors thermiques à l'état liquide. En général, la conductivité thermique du matériau actif était quatre fois plus élevée à l'état « activé » par rapport à « désactivé ». De plus, le transistor était stable sur 10 cycles d'utilisation - mieux que certains transistors thermiques à l'état liquide actuels. Ce comportement a été testé sur plus de 20 transistors thermiques fabriqués séparément. Le seul inconvénient était la température de fonctionnement d'environ 300 ° C.

"Nos résultats montrent que les transistors thermiques électrochimiques à l'état solide ont le potentiel d'être tout aussi efficaces que les transistors thermiques électrochimiques à l'état liquide, sans aucune de leurs limitations", a déclaré Ohta. "Le principal obstacle au développement de transistors thermiques pratiques est la résistance élevée du matériau de commutation, et donc une température de fonctionnement élevée. Ce sera l'objet de nos futures recherches."

Pour plus d'informations, contactez Sohail Keegan Pinto à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir.; +81 11-706-2185.

Cet article est paru pour la première fois dans le numéro de juin 2023 de Tech Briefs Magazine.

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