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Künstliche Kristalle zur Kühlung von Elektronik

09.07.2018

Halbleitervorrichtungen erzeugen während des Betriebs Wärme, was zu einem Problem bei der Verbesserung der Leistung von Mikroschaltungen wird. Forscher der University of Illinois in Urbana-Champaign und der University of Texas in Dallas haben einen neuen Weg gefunden, um die Wärmeableitung zu verbessern.

Das Ergebnis ihrer Studie war eine praktische Bestätigung der Existenz von Materialien mit ultrahoher Wärmeleitfähigkeit.

Die Wärmeableitung durch einen Siliziumkristall ist ineffizient. Die Wärmeleitfähigkeit von Diamant ist etwa 15-mal höher, aber seine weit verbreitete Verwendung ist schwierig, da die Kosten für natürliche Diamanten hoch sind und künstliche Diamanten strukturelle Defekte enthalten, die die Wärmeleitfähigkeit verringern.

Die Projektbeteiligten setzten auf Borarsenid-Kristalle, ein Material, das in der Natur nicht vorkommt. Mittels Vakuumabscheidung versuchten die Wissenschaftler, eine Struktur mit geringer Defektdichte und hoher Wärmeleitfähigkeit zu bilden. Durch Experimentieren mit Prozessparametern und Materialien gelang es den Forschern, ein Material mit der dreifachen Wärmeleitfähigkeit der besten Materialien zu erhalten, die derzeit in Wärmeverteilern verwendet werden.

Das Ergebnis der nächsten Forschungsstufe soll ein Verfahren sein, das für eine breite Anwendung der Entwicklung geeignet ist.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren 05.05.2024

Die moderne Welt der Wissenschaft und Technik entwickelt sich rasant und jeden Tag tauchen neue Methoden und Technologien auf, die uns in verschiedenen Bereichen neue Perspektiven eröffnen. Eine dieser Innovationen ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung optischer Signale durch deutsche Wissenschaftler, die zu erheblichen Fortschritten auf dem Gebiet der Photonik führen könnte. Neuere Forschungen haben es deutschen Wissenschaftlern ermöglicht, eine abstimmbare Wellenplatte in einem Wellenleiter aus Quarzglas zu schaffen. Dieses auf der Verwendung einer Flüssigkristallschicht basierende Verfahren ermöglicht es, die Polarisation des durch einen Wellenleiter fließenden Lichts effektiv zu ändern. Dieser technologische Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung kompakter und effizienter photonischer Geräte, die große Datenmengen verarbeiten können. Die durch die neue Methode bereitgestellte elektrooptische Steuerung der Polarisation könnte die Grundlage für eine neue Klasse integrierter photonischer Geräte bilden. Dies eröffnet große Chancen für ... >>

Primium Seneca-Tastatur 05.05.2024

Tastaturen sind ein fester Bestandteil unserer täglichen Arbeit am Computer. Eines der Hauptprobleme für Nutzer ist jedoch der Lärm, insbesondere bei Premium-Modellen. Doch mit der neuen Seneca-Tastatur von Norbauer & Co könnte sich das ändern. Seneca ist nicht nur eine Tastatur, es ist das Ergebnis von fünf Jahren Entwicklungsarbeit, um das perfekte Gerät zu schaffen. Jeder Aspekt dieser Tastatur, von den akustischen Eigenschaften bis hin zu den mechanischen Eigenschaften, wurde sorgfältig durchdacht und ausbalanciert. Eines der Hauptmerkmale von Seneca sind seine leisen Stabilisatoren, die das bei vielen Tastaturen auftretende Geräuschproblem lösen. Darüber hinaus unterstützt die Tastatur verschiedene Tastenbreiten, sodass sie für jeden Benutzer bequem ist. Obwohl Seneca noch nicht käuflich zu erwerben ist, ist die Veröffentlichung für Spätsommer geplant. Seneca von Norbauer & Co setzt neue Maßstäbe im Tastaturdesign. Ihr ... >>

Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet 04.05.2024

Die Erforschung des Weltraums und seiner Geheimnisse ist eine Aufgabe, die die Aufmerksamkeit von Astronomen aus aller Welt auf sich zieht. In der frischen Luft der hohen Berge, fernab der Lichtverschmutzung der Städte, enthüllen die Sterne und Planeten ihre Geheimnisse mit größerer Klarheit. Mit der Eröffnung des höchsten astronomischen Observatoriums der Welt – dem Atacama-Observatorium der Universität Tokio – wird eine neue Seite in der Geschichte der Astronomie aufgeschlagen. Das Atacama-Observatorium auf einer Höhe von 5640 Metern über dem Meeresspiegel eröffnet Astronomen neue Möglichkeiten bei der Erforschung des Weltraums. Dieser Standort ist zum höchstgelegenen Standort für ein bodengestütztes Teleskop geworden und bietet Forschern ein einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung von Infrarotwellen im Universum. Obwohl der Standort in großer Höhe für einen klareren Himmel und weniger Störungen durch die Atmosphäre sorgt, stellt der Bau eines Observatoriums auf einem hohen Berg enorme Schwierigkeiten und Herausforderungen dar. Doch trotz der Schwierigkeiten eröffnet das neue Observatorium den Astronomen vielfältige Forschungsperspektiven. ... >>

Steuern von Objekten mithilfe von Luftströmungen 04.05.2024

Die Entwicklung der Robotik eröffnet uns immer wieder neue Perspektiven im Bereich der Automatisierung und Steuerung verschiedener Objekte. Kürzlich präsentierten finnische Wissenschaftler einen innovativen Ansatz zur Steuerung humanoider Roboter mithilfe von Luftströmungen. Diese Methode verspricht, die Art und Weise, wie Objekte manipuliert werden, zu revolutionieren und neue Horizonte auf dem Gebiet der Robotik zu eröffnen. Die Idee, Objekte mithilfe von Luftströmungen zu steuern, ist nicht neu, doch die Umsetzung solcher Konzepte blieb bis vor Kurzem eine Herausforderung. Finnische Forscher haben eine innovative Methode entwickelt, die es Robotern ermöglicht, Objekte mithilfe spezieller Luftdüsen als „Luftfinger“ zu manipulieren. Der von einem Spezialistenteam entwickelte Algorithmus zur Luftstromregelung basiert auf einer gründlichen Untersuchung der Bewegung von Objekten im Luftstrom. Das Luftstrahl-Steuerungssystem, das mit speziellen Motoren ausgeführt wird, ermöglicht es Ihnen, Objekte zu lenken, ohne auf körperliche Anstrengung zurückgreifen zu müssen ... >>

Reinrassige Hunde werden nicht häufiger krank als reinrassige Hunde 03.05.2024

Die Sorge um die Gesundheit unserer Haustiere ist ein wichtiger Aspekt im Leben eines jeden Hundebesitzers. Allerdings wird allgemein davon ausgegangen, dass reinrassige Hunde im Vergleich zu Mischlingshunden anfälliger für Krankheiten sind. Neue Forschungsergebnisse unter der Leitung von Forschern der Texas School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences eröffnen eine neue Perspektive auf diese Frage. Eine vom Dog Aging Project (DAP) durchgeführte Studie mit mehr als 27 Begleithunden ergab, dass reinrassige und gemischte Hunde im Allgemeinen gleich häufig an verschiedenen Krankheiten leiden. Obwohl einige Rassen möglicherweise anfälliger für bestimmte Krankheiten sind, ist die Gesamtdiagnoserate in beiden Gruppen praktisch gleich. Der Cheftierarzt des Dog Aging Project, Dr. Keith Creevy, stellt fest, dass es mehrere bekannte Krankheiten gibt, die bei bestimmten Hunderassen häufiger auftreten, was die Annahme stützt, dass reinrassige Hunde anfälliger für Krankheiten sind. ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Digitaler Zweileiter-Temperatursensor TI LMT01 06.10.2015

Texas Instruments hat einen neuen digitalen Temperatursensor LMT01 mit einer Auflösung von über 0.1 °C vorgestellt, der auf einer Zweidrahtleitung arbeitet. Die Temperatur wird als Impulszahl ausgegeben, die direkt proportional zur gemessenen Temperatur ist. Die Ergebnisimpulse gehen in die gleiche Richtung wie die Sensorstromversorgung. Diese Methode erfordert keine Bildung präziser Verzögerungen und vereinfacht das Mikrocontroller-Programm erheblich - es reicht aus, den LMT01 mit Strom zu versorgen und dann die Anzahl der empfangenen Impulse zu zählen.

Je nach Temperatur erzeugt der LMT01 zwischen 26 (-50°C) und 3218 Impulse (+150°C). Der Wert jedes Impulses beträgt 0,0625 °C. Impulse folgen mit einer Frequenz von 88 kHz und können auf verschiedene Arten gezählt werden: programmgesteuert, in einem Interrupt durch einen Signalwechsel am Port oder mit einem Timer im Zählermodus.

Die Genauigkeit der LMT01 Temperaturbestimmung ist nicht schlechter als 0,5°C im Bereich -20...90°C (0,7°C im gesamten Bereich von -50°C bis 90°C). Der Sensor verbraucht nur 34µA während der Wandlung, die maximal 54ms dauert, danach gibt der LMT01 die Wandlungsergebnisse für weitere maximal 50ms aus. Somit passt der vollständige Zyklus „Messung-Lesen“ in 104 ms (max.), während der Impulsstrom 143 μA nicht überschreitet, wodurch der LMT01 erfolgreich in Batteriegeräten eingesetzt werden kann. Sensorversorgungsspannung von 2 bis 5,5 V (zwischen Vp- und Vn-Pins).

Aufgrund der digitalen Art der Messung ist der LMT01 unempfindlich gegenüber Störungen und kann bis zu 2 Meter vom Gerät entfernt platziert werden. Die Anzahl der ausgegebenen Impulse wird mit einer einfachen Formel in einen Temperaturwert umgerechnet:

Temperatur (°C) = (Anzahl der Impulse / 16) - 50

In seiner Ideologie ist der LMT01 dem beliebten DS18B20-Sensor nahe, übertrifft ihn jedoch in Bezug auf einfache Steuerung, Genauigkeit, Stromverbrauch und Umwandlungsgeschwindigkeit.

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