Giới thiệu độ dẫn nhiệt của nhôm nitride

Nhôm nitride (ALN) có đặc điểm của cường độ cao, điện trở suất cao, cách nhiệt cao chịu được điện áp, hệ số giãn nở nhiệt và phù hợp với silicon, v.v. Trong lĩnh vực chất nền gốm, tấm gốm và vật liệu đóng gói đã bốc cháy trong những năm gần đây, và hiệu suất của nó vượt xa Alumina.

Trong số các tính chất quan trọng của nhôm nitride, quan trọng nhất là độ dẫn nhiệt HIG. Liên quan đến cơ chế dẫn điện nhiệt của nhôm nitride, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước, và một hệ thống lý thuyết tương đối hoàn chỉnh đã được hình thành. Cơ chế chính là: rung động qua mạng, nghĩa là sự truyền nhiệt với sự trợ giúp của sóng mạng hoặc sóng nhiệt. Kết quả của cơ học lượng tử cho chúng ta biết rằng sóng mạng có thể được xử lý như là chuyển động của một hạt, một phonon. Sóng nhiệt cũng có tính hai mặt sóng. Các phonon mang nhiệt truyền nhiệt thông qua các rung động hạn chế và phối hợp lẫn nhau giữa các gốc cấu trúc (nguyên tử, ion hoặc phân tử). Nếu tinh thể là một inelastome có cấu trúc hoàn toàn lý tưởng, nhiệt có thể được truyền tự do đến đường giao nhau lạnh bằng đầu nóng của tinh thể mà không có bất kỳ sự can thiệp và tán xạ nào, và độ dẫn nhiệt có thể đạt giá trị rất cao. Độ dẫn nhiệt của nó chủ yếu được kiểm soát bởi các khiếm khuyết tinh thể và sự tán xạ phonon bởi chính các phonon.

Về mặt lý thuyết, độ dẫn nhiệt của ALN có thể đạt 320W · m-1 · k-1, nhưng do tạp chất và khiếm khuyết trong ALN, độ dẫn nhiệt của chất nền gốm nitride nhôm nhỏ hơn 200W · m-1 · k-1. Điều này chủ yếu là do thực tế là các nguyên thủy cấu trúc trong tinh thể không thể có sự phân bố đồng đều hoàn toàn nghiêm ngặt, và luôn có các vùng khác nhau thưa thớt và dày đặc, do đó, các phonon mang hiện tại sẽ luôn bị xáo trộn và phân tán trong quá trình lan truyền.