Un transistor thermique révolutionnaire pour contrôler précisément la chaleur diffusée

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Une équipe de chercheurs de l’université de Californie, aux États-Unis, a mis au point un procédé qui permet de contrôler la diffusion des pics de chaleur sur une puce. Un procédé révolutionnaire qui pourrait permettre d’améliorer les performances des transistors et de réemployer la chaleur qu’ils dégagent.

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Ça chauffe fort du côté des puces et ce n’est pas une nouveauté. Depuis la révolution de l’arrivée des transistors électriques en 1947, le problème de la chaleur qu’ils émettent reste un vrai souci autant qu’un gâchis énergétique malgré les progrès en matière de miniaturisation. Ainsi, si les points chauds sont devenus microscopiques, leur température peut largement dépasser celle des tuyères d’une fusée. Et cette chaleur ne sert à rien car elle n’est pas réemployée. À titre d’exemple, plus de 50 % de l’énergie utilisée pour un data center sert uniquement à refroidir les systèmes. Pour régler ce problème de « chauffe », de nombreux scientifiques cherchent des solutions. Celle mise au point par Yongjie Hu et son équipe à l’université de Californie à Los Angeles (États-Unis) semble prometteuse. Dans leur article publié dans la revue Science, le transistor thermique qu’ils ont élaboré et testé est doté d’un procédé qui permet de contrôler de façon précise la chaleur de la puce. Comment ? En s’appuyant sur une électrode à l’échelle nanométrique. Celle-ci délivre un champ électrique pour contrôler et rediriger avec précision le flux de la chaleur.

Réutiliser la chaleur des transistors plutôt que de la perdre

Semblable à un transistor électrique classique, ce dispositif est doté de deux bornes entre lesquelles circule la chaleur. Une troisième sert à contrôler le flux d’air pour la rediriger vers certaines zones de façon dynamique. La conductivité thermique est alors modifiée et cela assure un contrôle plus précis de la dissipation de la chaleur. Au final, lors de leurs expérimentations, les chercheurs ont mesuré une atténuation des pics de température de 1 300 %. Mieux encore, en contrôlant cette diffusion, il est possible de récupérer la chaleur pour la réutiliser efficacement. Ainsi, le laboratoire travaille avec des oncologues, pour déterminer si ces transistors thermiques pourraient servir à traiter des cancers par ce que l’on appelle « la thérapie par hyperthermie ». Il s’agit d’utiliser des particules magnétiques qui viennent cibler les cellules cancéreuses pour les détruire en produisant une forte chaleur. Avec son procédé de contrôle des flux, le labo pourrait améliorer l’efficacité de ce type de traitement.



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