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基于高分子薄膜的高效芯片热管理系统
发布时间:2021-09-14 11:02:23 291

演讲人Speaker:南开大学教授 马儒军  马儒军.jpg

题目Title: 基于高分子薄膜的高效芯片热管理系统

时间Date:2019年09月16日Time:下午5:00~6:00   

地点Venue:T2教学楼310室(T2310)

 

内容摘要Abstract:

近年来,随着电子芯片集成度的不断提高,集成电路的总功耗呈指数级上升,芯片失效问题将越来越突出。在电子器件的各种失效现象中,热失效率约占55%。由此可见,芯片散热技术已经成为影响电子产业发展的重要制约因素。在现有散热技术的基础上,芯片冷却技术的发展是电子器件有效运行的重要保证。在这里,我们制备了一种使用柔性电卡聚合物薄膜和静电驱动机制的具有高固有热力学效率的冷却装置。[1] 可逆静电力的使用减少了寄生功率消耗,并通过与热源或散热片瞬时形成良好的热接触而实现了有效的热传递。P(VDF-TrFE-CFE)因其熵变大,室温附近的绝热温差大和机械柔韧性而被选作活性电卡制冷材料。薄膜电卡冷却装置具有柔性,可以贴合曲线表面。电卡制冷器件产生的比冷却功率为2.8 W/g,相对性能系数(COP)为13。为了进一步提高冷却装置的电卡性能,通过使用掺有增塑剂而性能得到改善的柔性电卡聚合物复合薄膜,制备了双单元电卡聚合物的更高固有热力学效率制冷器件。[2]双重制冷装置的温度跨度达到4.8 K,比单一制冷装置高71%。产生了3.6 W/g的比冷却功率和冷却装置的最大COP为8.3。由电卡制冷器件冷却的CPU的表面温度比空气中冷却的CPU的表面温度低22.4 K。此处展示的高效,紧凑的电卡冷却设备不仅超越了现有固态冷却技术的性能,而且使固态冷却更接近现实,可用于各种需要紧凑或机械灵活制冷的实际应用中。

[1] R. Ma, Z. Zhang, K. Tong, D. Huber, R. Kornbluh, Y.S. Ju and Q. Pei, Science, 2017, 357, 1130.

[2] Y. Bo, Q. Zhang, H. Cui, M. Wang, C. Zhang, W. He, X. Fan, Y. Lv, X. Fu, J. Liang, Y. Huang, R. Ma and Y. Chen, Adv. Energy Mater.,2021, 2003771.


个人简介(About the speaker):

2013年2月博士毕业于韩国成均馆大学纳米科技学院(导师:Seunghyun Baik教授),随后在该校能源科学学院与基础科学研究院从事博士后研究员的工作,并于2015年4月加入美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)Qibing Pei教授课题组继续从事博士后研究员的工作。2018年9月加入南开大学材料科学与工程学院(教授、博导)。

近年来以通讯或第一作者在Science, Chemical Society Reviews, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Nano Letters与ACS nano等国际著名期刊发表论文十余篇;授权美国与韩国专利6项,申请国际专利2项、中国专利5项。

科技部国家重点研发计划“变革性技术”重点专项课题负责人;主持国家自然科学基金国际交流项目与面上项目各1项,荣获国家级青年人才(2020)、天津市青年人才(2018)、南开大学“百青A”(2021)等多项人才工程项目。