Bevezetés alumínium -nitrid termikus vezetőképessége

Az alumínium -nitrid (ALN) nagy szilárdságú, nagy térfogat -ellenállásának, a nagy szigetelésnek ellenáll a feszültségnek, a hőtágulási együtthatónak, és a szilíciummal való jó egyeztetés stb . A kerámia szubsztrát, a kerámia lap és a csomagolóanyagok területén, amelyek az utóbbi években tüzet okoztak, és teljesítménye messze meghaladja az alumínium -oxid teljesítményét.

Az alumínium -nitrid fontos tulajdonságai között a legjelentősebb a hig hővezető képesség. Az alumínium -nitrid termikus vezetőképességi mechanizmusát illeti, sok kutatást végeztek otthon és külföldön, és viszonylag teljes elméleti rendszert alakítottak ki. A fő mechanizmus: rezgés rácson keresztül, vagyis a hő átvitele rácshullámok vagy hőhullámok segítségével. A kvantummechanika eredményei azt mondják, hogy a rácshullámok feldolgozhatók egy részecske, egy fonon mozgásaként. A hőhullámok hullámrészecske kettőssége is van. A hőhordozó fononok hőt továbbítanak a szerkezeti gyökök (atomok, ionok vagy molekulák) közötti kölcsönösen korlátozó és összehangolt rezgéseken keresztül. Ha a kristály egy tökéletesen ideális szerkezetű inelastomer, akkor a hőt a kristály forró végével szabadon továbbadhatják a hideg csomóponthoz, interferencia és szórás nélkül, és a hővezető képesség nagyon nagy értéket érhet el. Hővezető képességét elsősorban a kristályhibák és a fonon szórása szabályozza maguk a fononok.

Elméletileg az ALN hővezető képessége elérheti a 320W · m-1 · K-1-et, de az ALN szennyeződései és hibái miatt az alumínium-nitrid-kerámia szubsztrát hővezető képessége kevesebb, mint 200W · m-1 · K-1. Ez elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy a kristályon belüli szerkezeti primitíveknek nem lehetnek teljesen szigorú egységes eloszlásuk, és mindig vannak ritka és sűrű különböző régiók, tehát a jelenlegi hordozó fononok mindig zavartak és szétszóródnak a szaporodás során.