Posljednjih godina, problem pregrijavanja elektroničkih uređaja postaje sve veći izazov zbog sve veće složenosti i miniaturizacije tehnologije, osobito uz rast popularnosti umjetne inteligencije i računalstva u oblaku. Zagrijavanje uređaja događa se zbog gibanja elektrona, koji prilikom prijenosa i obrade podataka oslobađaju toplinu. Istraživači s POSTECH-a, u suradnji s kolegama iz Chungnam National University i KAIST-a, razvili su inovativan pristup korištenjem "spin valova" koji bi mogli prekinuti ovaj ciklus zagrijavanja.

Spin valovi: alternativa koja ne zagrijava

Spin valovi koriste magnetske karakteristike elektrona, omogućujući prijenos informacija bez gubitaka topline koje uzrokuje protok elektrona. Iako spin valovi teoretski predstavljaju energetski učinkovitiji način prijenosa podataka, do sada nije postojala tehnologija koja bi omogućila nezavisnu kontrolu temperature spin valova unutar materijala. Ova tehnologija sada je obogaćena dodavanjem zlatnih nanostruktura na magnetski izolator, što omogućuje stvaranje toplinskog gradijenta unutar materijala i povećava učinkovitost prijenosa za više od 250% u usporedbi s prijašnjim metodama.

Novi pristup: zlatne nanostrukture kao regulator topline

Istraživački tim s POSTECH-a inspiraciju je pronašao u sustavima za hlađenje automobilskih motora. Primjenom zlatnih nanostruktura na jednom kraju magnetskog izolatora, tim je postigao kontrolu temperature unutar tankog sloja materijala. Zlato, zahvaljujući svojoj sposobnosti prijenosa topline, stvara kontrolirani toplinski gradijent u tankom sloju, čime se omogućuje bolje usmjeravanje spin valova i značajno povećava učinkovitost prijenosa podataka.

Utjecaj na budućnost elektroničkih uređaja

Ovaj napredak otvara vrata novim mogućnostima u razvoju uređaja koji bi mogli imati bolju energetsku učinkovitost i biti manje skloni pregrijavanju. Primjena spin valova mogla bi postati osnova za sljedeću generaciju tehnologija u komunikaciji i računalstvu, uključujući primjene u kvantnom računalstvu, gdje se učinkovito upravljanje toplinom pokazuje ključno.

Istraživački uspjeh i buduće primjene

Profesor Hyungyu Jin, vođa istraživačkog tima, izjavio je da ova tehnologija predstavlja značajan napredak u razvoju energetskih rješenja za elektroničke uređaje budućnosti. Dr. Sang Jun Park također je istaknuo da ovo rješenje može imati široke primjene, ne samo u prijenosu podataka, nego i u razvoju uređaja koji dugoročno zadržavaju stabilnost performansi i energetsku učinkovitost. Očekuje se da će nova tehnologija uskoro postati temelj za razvoj hladnijih i dugotrajnijih uređaja, čime bi se dugoročno riješio problem zagrijavanja modernih uređaja.

Ovaj projekt podržali su Samsung Future Technology Incubation Program, Zaklada za znanost Koreje i Ministarstvo obrazovanja, znanosti i tehnologije. Tehnološka inovacija timova s POSTECH-a, KAIST-a i Chungnam National University prepoznata je kao korak prema energetski učinkovitijim uređajima budućnosti, bez pregrijavanja koje smanjuje performanse i trajnost modernih elektroničkih uređaja.

Izvor: Pohang University of Science and Technology