Ученые разработали твердотельный электрохимический термотранзистор

В современной электронике во время использования выделяется большое количество тепла — вот почему такие устройства, как ноутбуки и мобильные телефоны, нагреваются во время использования и требуют решений для охлаждения. В последнее десятилетие была проверена концепция управления этим теплом с помощью электричества, что привело к разработке электрохимических термотранзисторов — устройств, которые можно использовать для управления тепловым потоком с помощью электрических сигналов.


В настоящее время используются жидкостные термотранзисторы, но они имеют критические ограничения: в основном любая утечка приводит к выходу устройства из строя.

Исследовательская группа Университета Хоккайдо под руководством профессора Хиромичи Охта из Научно-исследовательского института электроники разработала первый твердотельный электрохимический термотранзистор. Их изобретение, описанное в журнале Advanced Functional Materials, намного стабильнее и столь же эффективно, как современные жидкостные тепловые транзисторы.


— Хиромичи Охта.

Команда сконструировала свой тепловой транзистор на основе оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, который также функционировал как переключающий материал, и использовала оксид стронция-кобальта в качестве активного материала. Платиновые электроды использовались для подачи питания, необходимого для управления транзистором.

Теплопроводность активного материала во включенном состоянии была сравнима с некоторыми жидкостными тепловыми транзисторами. В целом теплопроводность активного материала была в четыре раза выше во включенном состоянии по сравнению с выключенным. Кроме того, транзистор был стабилен в течение 10 циклов использования, лучше, чем некоторые современные жидкостные тепловые транзисторы. Это поведение было протестировано на более чем 20 отдельно изготовленных тепловых транзисторах, что обеспечило воспроизводимость результатов. Единственным недостатком была рабочая температура около 300°C.


— Хиромичи Охта.