加州河滨市www.ucr.edu——加州大学河滨分校的一组研究人员伯恩斯工程学院已经开发出一种技术来保持半导体材料的凉爽，从交通信号灯到电动汽车。

氮化镓(GaN)是自20世纪90年代以来在强光中发现的半导体材料，因其高效率和高电压工作而被用于无线应用。然而，氮化镓电子器件的应用和市场份额有限，因为很难从它们中去除热量。

这种情况可能会因为一项技术而改变纳米器件实验室研究小组由亚历山大Balandin他是电气工程教授，也是材料科学与工程项目的创始主席。

研究小组证明，通过引入由石墨烯多层膜实现的替代散热通道，GaN晶体管中的热点可以降低20摄氏度，石墨烯多层膜是一种优秀的热导体。温度的降低意味着设备的使用寿命增加了10倍。

巴兰丁说:“这代表了热管理领域的一个变革性变化。”

一篇论文概述了用石墨烯进行电力电子热管理的新方法。用于高功率GaN晶体管热管理的石墨烯被子这篇文章于5月8日发表自然通讯．

氮化镓晶体管自2006年开始商用。与所有高功率操作设备一样，它们的问题是大量的散热，必须快速有效地去除。各种热管理解决方案，如倒装芯片键合或复合基板已被尝试。然而，由于散热导致的温度升高，应用仍然受到限制。

氮化镓功率晶体管热管理方面的突破是由巴兰丁和他的三位电气工程研究生实现的:刘冠雄、钟彦，两人都是博士候选人，以及Javed Khan，后者获得了博士学位，今年开始在英特尔公司工作。

Balandin -2011年IEEE纳米技术先锋奖获得者-之前已经发现石墨烯是一种优秀的热导体。与金属或半导体薄膜不同，多层石墨烯薄膜即使厚度只有几纳米，也能保持其优异的热性能。后者使它们成为横向热扩散和互连应用的优秀候选人。

巴兰丁小组的研究人员在GaN晶体管上设计并建造了石墨烯-石墨“被子”。石墨被的功能是去除并分散热点的热量，这与传统被子的功能正好相反。

研究人员利用微拉曼光谱测温技术证明，在大功率晶体管中，热点的温度可以降低20摄氏度。

该小组进行的计算机模拟表明，石墨烯被子在更耐热的基底上的GaN器件中可以表现得更好。

Balandin小组在石墨烯界也因其对石墨烯晶体管低频噪声的研究，开发了第一个用于石墨烯质量控制的大面积方法，并演示了第一个用原始石墨烯实现的选择性气体传感器而闻名。

石墨烯被子GaN晶体管的热管理工作得到了海军研究办公室的支持。巴兰丁对石墨烯热特性的研究是由半导体研究公司和国防高级研究计划局资助的。

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