Johdanto alumiinin nitridin lämmönjohtavuus

Alumiininitridillä (ALN) on suuren lujuuden, suuren tilavuuden resistiivisyyden, korkean eristyksen ominaisuudet, lämmönlaajennuskerroin ja hyvä sovitus piin jne., Ei vain sintrausapu- tai uudelleentarkastusvaiheena teknisen keramiikan suhteen, etenkin Keraamisten substraatin, keraamisten arkki- ja pakkausmateriaalien alalla, jotka ovat viime vuosina olleet tulessa, ja sen suorituskyky ylittää huomattavasti alumiinioksidin.

Alumiininitridin tärkeimmistä ominaisuuksista merkittävin on HIG -lämmönjohtavuus. Alumiininitridin lämmönjohtavuusmekanismin suhteen kotona ja ulkomailla on tehty paljon tutkimusta, ja suhteellisen täydellinen teoreettinen järjestelmä on muodostettu. Tärkein mekanismi on: värähtely hilan läpi, toisin sanoen lämmön siirto hila -aaltojen tai lämpöaaltojen avulla. Kvanttimekaniikan tulokset kertovat meille, että hila -aallot voidaan prosessoida hiukkasen, fononin liikkeenä. Lämpöaalloilla on myös aalto-hiukkasten kaksinaisuus. Lämpökannusfononit välittävät lämpöä toisiaan rajoittavien ja koordinoitujen värähtelyjen avulla rakenteellisten radikaalien (atomien, ionien tai molekyylien) välillä. Jos kide on epäelastome, jolla on täysin ihanteellinen rakenne, lämpö voidaan vapaasti siirtää kylmään risteykseen kiteen kuuman pään avulla ilman häiriöitä ja sirontaa, ja lämmönjohtavuus voi saavuttaa erittäin korkean arvon. Sen lämmönjohtavuutta säätelevät pääasiassa kidevikojen ja itse fononien fononien sironta.

Teoreettisesti ALN: n lämmönjohtavuus voi saavuttaa 320 W · M-1 · K-1: n, mutta ALN: n epäpuhtauksien ja vikojen vuoksi alumiininitridikeraamisen substraatin lämmönjohtavuus on alle 200 W · M-1 · K-1. Tämä johtuu pääasiassa siitä tosiasiasta, että kristallin rakenteellisilla primitiivillä ei voi olla täysin tiukkaa tasaista jakautumista, ja aina on harvoja ja tiheitä eri alueita, joten virrankulutusta koskevat fononit ovat aina häiriintyneitä ja hajautettuja etenemisen aikana.