Berlian, dihargai kerana kekonduksian haba yang luar biasa, dianggap sebagai "standard emas" di kalangan bahan pelesapan haba. Walau bagaimanapun, kekerasan yang melampau dan cabaran pemprosesan mempunyai aplikasi praktikal yang terhad.
Untuk menangani ini, pasukan mencadangkan kaedah pertumbuhan berlian "bawah ke atas". Dengan terus membina lapisan berlian bercorak pada permukaan cip, pengekstrakan haba yang tepat dicapai. Berbanding dengan pemprosesan "atas-bawah" tradisional—di mana blok berlian pepejal dibuat dahulu dan kemudian dipotong dan diukir—kaedah baharu ini mengelakkan kerosakan material dan kos yang tinggi.
Teknologi ini menggunakan pemendapan wap kimia plasma gelombang mikro (CVD) . Penyelidik mula-mula mencipta "templat" pada permukaan cip menggunakan fotolitografi, kemudian mendepositkan "benih" berlian skala nano pada templat .
Dalam reaktor tenaga tinggi, gas kaya karbon ditukarkan kepada plasma oleh tenaga gelombang mikro. Atom karbon kemudiannya memendap dan melekat pada nukleus, tumbuh lapisan demi lapisan menjadi lapisan berlian pengalir haba. Penyelidik menekankan bahawa nukleasi adalah langkah kritikal dalam pertumbuhan berlian, menyediakan asas bagi atom karbon untuk membentuk struktur kristal.
Dalam elektronik, haba adalah faktor teras yang mengehadkan prestasi. Pengurangan suhu 23°C memegang kepentingan praktikal, bukan sahaja memanjangkan jangka hayat peranti tetapi juga membolehkan kelajuan operasi yang lebih tinggi tanpa terlalu panas.
Menurut laporan itu, fotolitografi digunakan untuk aplikasi corak kompleks resolusi tinggi, manakala filem nipis pemotongan laser digunakan untuk senario kawasan besar, mencapai kebolehsuaian proses merentas konteks yang berbeza. Fleksibiliti ini dianggap menyediakan laluan yang berdaya maju untuk perindustrian.
Tambahan pula, proses itu serasi dengan berbilang bahan substrat semikonduktor, termasuk silikon dan galium nitrida, meletakkan asas untuk menyepadukan lapisan terma berlian berprestasi tinggi merentasi laluan teknologi yang pelbagai.
Pasukan penyelidik melaporkan bahawa kaedah baharu itu telah berjaya ditingkatkan sehingga pembuatan wafer 2 inci, dengan potensi aplikasi dalam peranti semikonduktor berkuasa tinggi seperti cip AI dan perkakasan 5G.
Pasukan itu telah mengenal pasti pendekatan berskala dan berkesan untuk menyepadukan teknologi pengurusan haba berlian ke dalam peranti elektronik. Ini mempunyai potensi implikasi untuk meningkatkan kecekapan dan kebolehpercayaan telefon pintar, bateri dan peralatan pengkomputeran.
Fasa seterusnya pasukan penyelidik bertujuan untuk mengoptimumkan ikatan antara muka antara lapisan berlian dan komponen elektronik asas untuk mencapai penyepaduan struktur yang lebih ketat. Satu kejayaan dalam bidang ini boleh memudahkan pembangunan peranti transistor generasi akan datang yang berkeupayaan kelajuan yang lebih tinggi dan pengendalian kuasa yang lebih besar.