Sólido

Universidad de Hokkaido, Sapporo, Japón

En la electrónica moderna, se produce una gran cantidad de calor como desperdicio durante el uso, por lo que los dispositivos en uso se calientan excesivamente y requieren soluciones de enfriamiento. Durante la última década, se probó el concepto de gestionar dicho calor a través de la electricidad, lo que condujo al desarrollo de transistores térmicos electroquímicos.

Actualmente, los transistores térmicos de estado líquido están en uso, pero tienen limitaciones críticas; principalmente, cualquier fuga hace que el dispositivo deje de funcionar.

Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Hokkaido ha desarrollado el primer transistor térmico electroquímico de estado sólido. La invención, descrita en la revista Advanced Functional Materials, es más estable y tan efectiva como los transistores térmicos de estado líquido actuales.

"Un transistor térmico consta básicamente de dos materiales: el material activo y el material de conmutación", dijo el profesor Hiromichi Ohta. "El material activo tiene una conductividad térmica variable (k), y el material de conmutación se utiliza para controlar la conductividad térmica del material activo".

El equipo construyó su transistor térmico sobre una base de óxido de circonio estabilizado con óxido de itrio, que también funcionó como material de conmutación, y utilizó óxido de cobalto de estroncio como material activo. Se utilizaron electrodos de platino para suministrar la energía necesaria para controlar el transistor.

La conductividad térmica del material activo en el estado "encendido" era comparable a la de algunos transistores térmicos en estado líquido. En general, la conductividad térmica del material activo fue cuatro veces mayor en el estado "encendido" en comparación con el estado "apagado". Además, el transistor se mantuvo estable durante 10 ciclos de uso, mejor que algunos transistores térmicos de estado líquido actuales. Este comportamiento se probó en más de 20 transistores térmicos fabricados por separado. El único inconveniente fue la temperatura de funcionamiento de alrededor de 300 °C.

"Nuestros hallazgos muestran que los transistores térmicos electroquímicos de estado sólido tienen el potencial de ser tan efectivos como los transistores térmicos electroquímicos de estado líquido, sin ninguna de sus limitaciones", dijo Ohta. "El principal obstáculo para desarrollar transistores térmicos prácticos es la alta resistencia del material de conmutación y, por lo tanto, una temperatura de funcionamiento alta. Este será el foco de nuestra investigación futura".

Para obtener más información, comuníquese con Sohail Keegan Pinto en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo.; +81 11-706-2185.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de junio de 2023 de la revista Tech Briefs.

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