新式组成晶体有望处理电路散热难题
发布时间:2025-08-13 发布作者:行业资讯
新华社华盛顿7月5日电(记者周舟)宣布在最新一期美国《科学》杂志上的研讨显现,一种相对廉价的组成晶体有望用于电路冷却,打破电子设备小型化面对的散热难题。
论文通讯作者之一、美国得克萨斯大学达拉斯校区物理学副教授吕兵说,散热对运用计算机芯片和晶体管的电子工业很重要,而小型、高性能的电子科技类产品不能选用导电金属进行散热,电扇又占有太大空间,因而就需要一种廉价、可散热的半导体资料。
在天然物质中,金刚石的热导率最高,但天然金刚石本钱过高,人工金刚石存在结构缺点,都难以大规模使用。研讨人员发现,人工半导体资料砷化硼具有极高的导热率,散热才能比铜等常用散热资料高2到3倍,仅次于金刚石。
吕兵团队与美国休斯敦大学研讨人员选用一种“化学气相输运”的晶体生长办法,将硼和砷放在一端热、一端冷的晶体生长炉中,两种资料从热的一端移动到冷的一端时会构成热导率高的砷化硼晶体。
导热是依托资猜中的电子、原子、分子或晶格热运动来传递热量。在金属中,导热主要是依托电子的运动。但在晶体中,热传导是靠组成晶体晶格的原子的振荡来完结,这种振荡在物理学上被称为声子。研讨人员说,砷化硼晶体散热的原因是晶体振荡会发生一份一份的声子,声子带走了热,而硼原子和砷原子不同巨大,这让声子更易于脱离晶体。
吕兵说,砷自身有毒,但化合物砷化硼安稳、无毒,且其半导体性质与硅相容,有望大范围的使用于微电子范畴。