大功率电子设备的内部工作必须保持凉爽，才能可靠地运行。内部温度过高会使程序运行速度变慢、冻结或关闭。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员合作优化了硼砷的晶体生长过程。硼砷具有优异的热性能，可以有效地散发电子设备中产生的热量。天富登录网址
这项研究的结果发表在《科学》杂志上，标志着先前预测的超高导热性材料的首次实现。
研究人员说，砷化硼不是一种自然产生的物质，所以科学家必须在实验室中合成它。它还需要有一个非常具体的结构和低缺陷密度，它有峰值的导热性，这样它的生长发生在一个非常控制的方式。
“我们研究了结构缺陷，测量了达拉斯大学生产的砷化硼晶体的热导率，”伊利诺斯州材料科学与工程系教授、合著者David Cahill说。“我们的实验还表明，最初的理论是不完整的，需要进一步完善，以充分理解高导热性。”
当今大多数高性能计算机芯片和大功率电子设备都是由硅制成的，硅是一种晶体半导体材料，能有效地散热。但是当与其他冷却技术结合到设备中，硅只能处理这么多，该团队说。
金刚石的导热系数是已知的最高的——大约是硅的15倍——但当它用于电子器件的热管理时，就存在一些问题。“尽管钻石偶尔会被用于散热要求较高的应用领域，但天然钻石的成本和人造金刚石薄膜的结构缺陷使这种材料无法在电子领域广泛应用，”合著者吕兵(音译)说，他是达拉斯大学的物理学教授。
伊利诺斯州博士后研究员郑启业说:“硼砷化物晶体是用一种叫做化学蒸汽输送的技术合成的。”“元素硼和砷在气相中结合，然后冷却凝结成小晶体。我们结合了广泛的材料表征和试错合成来找到生产高质量晶体的条件。”
伊利诺斯州的研究小组使用电子显微镜和一种叫做时域热反射的技术来确定实验室培育的晶体是否没有导致导热性降低的缺陷类型。天富登录网址
郑说:“我们测量了在这项研究中产生的几十个砷化硼晶体，发现这种材料的导热系数比目前最好的热扩散材料高出三倍。”
研究人员说，下一步工作将是尝试其他方法来改善这种材料的生长和性能，以便大规模应用。
