研究人员一直在努力保持纳米器件的温度——或者至少——防止其过热。通过在微型硅结构上添加一层微小的二氧化硅涂层，他们能够显著提高散热率。这项工作可能会带来更小、更便宜的电子设备，可以容纳更多的微电路。
随着消费电子产品变得越来越紧凑，同时处理能力却不断增强，管理微电路产生的废热的需求已成为主要问题。一些科学仪器和纳米级机器需要仔细考虑如何将局部热量从设备中排出，以防止损坏。当热量以电磁波的形式辐射出去时，就会发生一些冷却——类似于太阳能通过太空真空到达地球的方式。然而，能量传输速度可能太慢，无法保护敏感且密集的集成电路的性能。对于要开发的下一代设备，可能需要建立新方法来解决这一热传递问题。
在最近发表在《物理评论快报》杂志上的一项研究中，东京大学工业技术研究所的研究人员展示了如何使两个相隔微小间隙的微尺度硅板之间的辐射传热率翻倍。关键是使用二氧化硅涂层，使硅板表面的热振动(称为声子)与光子(构成辐射)之间产生耦合。
“我们能够从理论和实验上展示电磁波如何在氧化物层界面处激发，从而提高传热率，”这项研究的主要作者 Saeko Tachikawa 说道。与电磁能的波长相比，氧化物层的尺寸很小，而且它附着在硅板上，硅板可以无损地传输能量，这使得该设备能够超越正常的传热极限，从而冷却得更快。
由于目前的微电子技术已经基于硅，这项研究的成果可以轻松集成到未来几代半导体设备中。“我们的工作为半导体行业以及纳米技术制造等各种其他相关领域提供了可能的散热管理策略的见解”，资深作者 Masahiro Nomura 说道。这项研究还有助于更好地从根本上理解纳米级热传递的工作原理，因为这仍然是一个活跃的研究领域。
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