Với những kết quả ựã ựạt ựược ở trên, chúng tôi hướng ựến việc ứng dụng vật liệu CNTs ựể tản nhiệt cho LED công suất cao. để thực hiện ựiều này chúng tôi tiến hành hai phương pháp khác nhau :
- Phương pháp 1: Mọc trực tiếp vật liệu ống nanô cácbon ựịnh hướng (VA- CNTs) trên bề mặt ựế tản nhiệt bằng ựồng, sau ựó gắn chip LED lên bề mặt của VA-CNTs.
- Phương pháp 2: Chế tạo lớp màng VA-CNTs trên ựế Si, sau ựó chuyển lớp màng này lên bề mặt ựế tản nhiệt cho LED.
Hình 3.15a là ựế tản nhiệt bằng ựồng dùng cho LED, hình 3.15 b là ảnh SEM chụp ựế tản nhiệt sau khi ựã phủ lớp màng VA-CNTs và hình 3.15 c là ảnh SEM của lớp màng VA-CNTs. Hình 3.16 là hình ảnh chip LED ựược gắn trên ựế tản nhiệt ựã phủ lớp màng VA-CNTs. Loại chip LED ựược chúng tôi sử dụng là loại InGaN, kắch thước 0,5 mm x 0,5 mm, công suất 0.5 W.
(a) (b) (c)
Hình 3.15. Các ảnh SEM của (a) ựế tản nhiệt cho LED, (b) ựế tản nhiệt ựã ựược phủ lớp màng VA-CNTs, (c) ảnh SEM của lớp màng VA-CNTs
Hình 3.16. Hình ảnh chip LED ựược gắn trên ựế Cu
Kết quả thử nghiệm ban ựầu cho thấy khi sử dụng lớp màng VA-CNTs ựể tản nhiệt cho LED, cường ựộ dòng ựiện cực ựại qua LED ựược nâng lên ựến 500 mA, gấp hơn 2 lần so với khi không sử dụng lớp màng VA-CNTs.
Hình 3.17. Ảnh chụp ựộ sáng từ linh kiện LED với dòng ựầu vào (a) 100 mA, (b) 350 mA sử dụng màng VA-CNTs và (c) 500 mA sử dụng màng VA-CNTs
KẾT LUẬN
Các kết quả thu ựược trong quá trình thực hiện luận văn ựược thể hiện ở những nội dung chắnh sau ựây:
1. đã thử nghiệm ựưa vật liệu ống nanô cácbon (CNTs) vào kem tản nhiệt thương mai có sẵn trên thị trường (STARS và AS5) với nồng ựộ CNTs từ 1-5% wt. và ứng dụng vào tản nhiệt trong vi xử lý máy tắnh. Kết quả khảo sát cho thấy nhiệt ựộ của CPU giảm từ 2-3oC khi có thêm 2 % wt.CNTs trong kem tản nhiệt. Loại kem có ựộ dẫn nhiệt tốt nhất là kem AS5 / 2% CNTs.
2. đã xây dựng mô hình và mô phỏng quá trình tản nhiệt của vi xử lý. Kết quả mô phỏng ựã ựánh giá ựược hiệu suất tản nhiệt khi có CNTs trong kem tản nhiệt cao hơn so với khi không có kem, ựộ dẫn nhiệt của kem tăng lên 1,4 - 1,8 lần khi có thêm thành phần CNTs.
3. Bước ựầu ứng dụng lớp màng VA-CNTs trong tản nhiệt cho chip LED công suất 0,5 W. Kết quả ban ựầu cho thấy hiệu quả tản nhiệt ựược nâng cao, dòng ựiện cực ựại cung cấp cho chip LED lên tới 500 mA, cao hơn 2 lần so với khi không sử dụng lớp màng VA-CNTs.
Hướng nghiên cứu tiếp theo: Trong thời gian sắp tới, chúng tôi sẽ tiến hành chế tạo vật liệu ống nanô cácbon mọc ựịnh hướng ựể tăng khả năng tản nhiệt cho CPU. đặc biệt chúng tôi còn mở rộng những nghiên cứu ứng dụng CNTs trong tản nhiệt cho các linh kiện ựiện tử công suất lớn như LED, LASER. Trong thời gian tới chúng tôi sẽ kết hợp cùng Công ty CP Công nghệ Nhân Hòa ựể ứng dụng vật liệu CNTs ựể tản nhiệt cho các sản phẩm ựèn LED công suất cao.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
Các bài báo và báo cáo khoa học liên quan ựến luận văn:
1. Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Pham Van Trinh, Nguyen Van Chuc, Phan Hong Khoi and Phan Ngoc Minh, Simulation of Thermal
Dissipation in a ộ-processor Using Carbon Nanotubes Based Composite,
Computational Materials Science 49 (2010) S239ỜS241.
2. Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Pham Van Trinh, Nguyen Van Tu, Nguyen Van Chuc and Phan Ngoc Minh, Increasing thermal conductivity
of thermal paste using carbon nanotubesỢ, The 1st Academic Conference
on Natural Science for Master and Ph.D Students From Cambodia ỜLaos ỜVietnam, 23-27 March 2010.Vientiane, Lao, pp. 231-237
3. Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Pham Van Trinh, Nguyen Van Chuc, Phan Hong Khoi, Phan Ngoc Minh, The simulation and experimental results in thermal dissipation for ộ-processor using carbon nanotubes, Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học Vật liệu toàn quốc, SPMS-2009. đà Nẵng, 8-10/11/2009, p. 974 Ờ 977
4. Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Phan Hong Khoi and Phan Ngoc Minh, Application of multiwall carbon nanotubes for thermal dissipation in a micro-processor, Journal of Physics: Conference Series 187 (2009) 0120151, IOP Publishing, doi:10.1088/1742-6596/187/1/012051
5. Bui Hung Thang, Cao Van Quang, Van Trong Nghia, Phan Ngoc Hong, Nguyen Van Chuc, Ngo Thi Thanh Tam, Le Dinh Quang, Dao Duc Khang, Phan Hong Khoi and Phan Ngoc Minh, Thermal Dissipation Efficiency in a Micro-Processor Using Carbon Nanotubes Based
Composite, Proceedings of the International Workshop on Advanced
Material for New and Renewable Energy, Jakarta, 9-11 June 2009, p.138- 143
Các bài báo và báo cáo khoa học khác:
1. Pham Van Trinh, Tran Bao Trung, Nguyen Ba Thang, Bui Hung Thang, Than Xuan Tinh, Le Dinh Quang, Doan Dinh Phuong, Phan Ngoc Minh,
Calculation of the friction coefcient of Cu matrix composite reinforced by (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
carbon nanotubes, Computational Materials Science 49 (2010) S329Ờ
2. Phan Ngoc Hong, Bui Hung Thang, Nguyen Tuan Hong, Soonil Lee and Phan Ngoc Minh, Electron field emission characteristics of carbon
nanotube on tungsten tip, Journal of Physics: Conference Series 187
(2009) 0120141, IOP Publishing, doi:10.1088/1742-6596/187/1/012041 3. Bui Hung Thang, Pham Van Trinh, Duong Ngoc Vinh, Dao Duc Khang
and Phan Ngoc Minh, Application of nano polyaniline/multi-walled
carbon nanotubes for protective paint, The 1st Academic Conference on
Natural Science for Master and Ph.D Students From Cambodia ỜLaos Ờ VietnamỢ, 23-27 March 2010.Vientiane, Lao, pp. 238-242
4. Pham Van Trinh, Bui Hung Thang, Tran Tien Dat, Duong Ngoc Vinh, Nguyen Van Tu, Phan Ngoc Minh, Chemical functionalization of multi- walled carbon nanotubes and the use of functionalized cnts in the
Fabrication of Cu/CNTs nanocomposites, The 1st Academic Conference
on Natural Science for Master and Ph.D Students From Cambodia ỜLaos ỜVietnamỢ, 23-27 March 2010.Vientiane, Lao, pp. 243-248
5. Duong Ngoc Vinh, Bui Hung Thang, Pham Van Trinh, Dao Duc Khang, Phan Ngoc Minh, Study and preparation the cnts/pani composite as
anode material for electrochemical energy source, The 1st Academic
Conference on Natural Science for Master and Ph.D Students From Cambodia ỜLaos ỜVietnamỢ, 23-27 March 2010.Vientiane, Lao, pp. 249- 251
6. Tran Tien Dat, Phan Ngoc Hong, Pham Van Trinh, Bui Hung Thang, Dang Tran Chien, Phan Ngoc Minh, Synthesis of Diamond films on
copper substrates using microwave plasma chemical vapour deposition,
The 1st Academic Conference on Natural Science for Master and Ph.D Students From Cambodia Ờ Laos Ờ VietnamỢ, 23-27 March 2010.Vientiane, Lao, pp. 333-336
7. Pham Van Trinh, Tran Bao Trung, Nguyen Ba Thang, Bui Hung Thang, Than Xuan Tinh, Doan Dinh Phuong, Nguyen Van Tich, and Phan Ngoc Minh, Mechanical properties of Cu/CNTs nanocomposite, Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học Vật liệu toàn quốc, SPMS-2009. đà Nẵng, 8- 10/11/2009, p. 1074 - 1077
8. Dao Duc Khang, Bui Hung Thang, Vu Tan Canh, Duong Ngoc Vinh, Pham Thy San, Phan Ngoc Minh, Study and synthesis of protective paint
containing nano polyaniline/multi-walled carbon nanotube, Hội nghị Vật
lý chất rắn và Khoa học Vật liệu toàn quốc, SPMS-2009. đà Nẵng, 8- 10/11/2009, p. 837 - 840
9. Nguyen Van Chuc, Ngo Thi Thanh Tam, Nguyen Van Tu, Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Le Dinh Quang and Phan Ngoc Minh, Synthesis of vertically aligned carbon nanotubes on Cu substrates for high power electronic devices, Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học Vật liệu toàn quốc, SPMS-2009. đà Nẵng, 8-10/11/2009Ợ, p. 733 - 737
10.Phan Ngoc Hong, Vo Viet Cuong, Bui Hung Thang, Phan Hong Khoi and Phan Ngoc Minh, Fabrication of Carbon nano tube on Tungsten tips, Journal of the Korea Physical Society, Vol. 52, No. 5, May 2008, p. 1386- 1489
11.Phan Ngoc Hong, Bui Hung Thang, Nguyen Tuan Hong, Soonil Lee and Phan Ngoc Minh, Electron Field Emission Characteristics of Carbon
Nanotubes on Tungsten tip, Proceedings of the APCTP-ASEAN
Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology, Nha Trang, Vietnam, September 15-20, 2008, p. 368-372
12.Dao Duc Khang, Vu Tan Canh, Bui Hung Thang, Than Xuan Tinh, Phan Ngoc Minh, Polyaniline/Multi-walled carbon nanotubes as a conducting
material for protective paint, Proceedings of the APCTP-ASEAN
Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology, Nha Trang, Vietnam, September 15-20, 2008, p. 512-517
13.Bui Hung Thang, Phan Hong Khoi, Phan Ngoc Minh, Nguyen Huy Dung, Dong Van Thu, Electrodeposition and characterization of Nickel Ờ multi
walled carbon nanotubes composite coatings, Proceedings of the BME (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2007, p. 308-311
14.Bui Hung Thang, Nguyen Van Chuc, Phan Hong Khoi, Phan Ngoc Minh, Nguyen Huy Dung, Dong Van Thu, Carbon Nanotubes Reinforced Niken
Coatings Prepared by Electroplating Technique, Proceedings of the
ICCE-15, 2007, p. 106-108
15.Bui Hung Thang, Lê đình Quang, đào đức Khang, Phan Hồng Khôi, Phan Ngọc Minh, Nguyễn Huy Dũng, đông Văn Thu, Chế tạo và nghiên cứu tắnh chất lớp mạ tổ hợp Niken - Ống nanô cácbon ựa tường trên nền
ựế thép, Hội nghị Vật lý Chất rắn lần thứ V, Vũng Tàu 12-14/11/2007, p.
982-986
16.Phan Ngọc Hồng, Bùi Hùng Thắng, Nguyễn Minh Nam, Phan Hồng Khôi, Phan Ngọc Minh, Nghiên cứu chế tạo hạt xúc tác nanô trên STM tắp
cho việc mọc ựơn ống nanô cácbon, Hội nghị Vật lý Chất rắn lần thứ V,
17.Bui Hung Thang, Phan Ngoc Minh, Phan Hong Khoi, Ni electro plating with additive CNTs, Proceedings of the 1st International Workshop on Functional Materials and The 3rd International Workshop on Nanophysics and Nanotechnology, 2006, pp. 175-177
18. Phan Ngoc Hong, Vo Viet Cuong, Bui Hung Thang, Nguyen Minh Nam, Nguyen Ngoc Khoai, Phan Ngoc Minh, Phan Hong Khoi, Fabrication and characterization of carbon nanotubes on tungsten tips, Proceedings of the 1st International Workshop on Functional Materials and The 3rd International Workshop on Nanophysics and Nanotechnology, pp. 178- 181
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Vũ đình Cự, Nguyễn Xuân Chánh (2004), Công nghệ nanô ựiều khiển
ựến từng phân tử nguyên tử, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
2. Nguyễn Năng định (2005), Vật lý và kỹ thuật màng mỏng, Nhà xuất bản ựại học Quốc gia Hà Nội.
3. Hoàng đình Tắn (2004), Truyền nhiệt và tắnh toán thiết bị trao ựổi nhiệt, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
4. Bùi Trọng Tuân (2004), Nhiệt học, Nhà xuất bản đại học sư phạm.
5. Trần Quang Vinh (2007), Cấu trúc máy vi tắnh, Nhà xuất bản ựại học Quốc gia Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
6. P.K. Schelling, L. Shi, K.E. Goodson (2005), ỘManaging heat for electronicsỢ, Materials Today, vol. 8, issue 6, pp. 30-35.
7. Chia-Ken Leong, D.D.L. Chun (2003), ỘCarbon black dispersions as thermal pastes that surpass solder in providing high thermal contact conductanceỢ, Carbon 41, 2459Ờ2469
8. T. Iwai, Y. Awano (2007), ỘCabon Nanotubes bump for thermal and electrical conduction in transistorỢ, Fusitsu Sci. Tech. J. 43, pp. 508-515 9. Sebastine Ujereh, Timothy Fisher, Issam Mudawar (2007), ỘEffects of
carbon nanotube arrays on nucleate pool boilingỢ, International Journal
of Heat and Mass Transfer 50 4023Ờ4038
10.Indra Vir Singh, Masataka Tanaka, Morinobu Endo (2007), ỘEffect of interface on the thermal conductivity of carbon nanotube compositesỢ,
International Journal of Thermal Sciences 46 842Ờ847
11.D.L. Ellis, D.L. McDaniels (1993), ỘThermal Conductivity and thermal expansion of graphite fiber-reinforced copper matrix compositesỢ, Metall. Trans. A, 24, pp. 43-52
12.Wang, F., Arai, S., Endo, M. (2000), ỘMetallization of multiwalled carbon nanotubes with copper by an electroless deposition processỢ,
Electrochemistry communications, vol. 6, pp. 1042-1044.
13.S. Shaikh, L. Li, K. Lafdi, J. Hui (2007), ỘThermal conductivity of an aligned carbon nanotube arrayỢ, Carbon 45, 2608Ờ2613 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
14.Da Jiang Yang (2002), ỘThermal conductivity of multiwalled carbon nanotubesỢ, PHYSICAL REVIEW B 66, 165440
15.M. A. Panzer (2008), ỘThermal Properties of Metal-Coated Vertically Aligned Single-Wall Nanotube ArraysỢ, Journal of Heat Transfer, Vol. 130 / 052401-1
16.S. Berver, Y.K. Kwon, D. Tománek (2000), ỘUnusual high thermal conductivity of carbon nanotubesỢ, Phys. Rev. Let., vol. 84, issue 20, pp.4613-4616.
17.Nguyen Van Chuc, Nguyen Duc Dung, Phan Ngoc Hong, Le Dinh Quang, Phan Hong Khoi and Phan Ngoc Minh (2002), ỘSynthesis of Carbon Nanotubes on Steel FoilỢ, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 52, No. 5, pp. 1368-1371.
18.Andrews Rod, Processing and Properties of Composite Materials
Containing Multiwalled Carbon Nanotubes, University of Kentucky.
19.Daenen. M, R.D.de Foun, B. Hamers (2003), The Wondrous World of
Carbon nanotubes, Eindhoven Univesity of Technology.
20.Decroly Oliver (2004), Carbon nanotubes: The building blocks of
nanotechnology, Leuven.
21.Deierlein Udo (2002), Functionalization of carbon nanotubes for self-
assembly of hybrid structures, Department fur Physik and Center for
NanoScience (CeNS), LMU Munchen.
22.Meyyappan. M (2005), Carbon nanotubes Science and Applications, NASA Ames Research Center.
23.Serdar Durdagi (2005), A birdỖs eye view to carbon nanotubes and fullerens, Technical University, Berlin.