Спецпроекты

Сверхчистый кремний стал рекордсменом 

теплопроводности

Сверхчистый кремний стал рекордсменом 

теплопроводности

События
отправить
Задать вопрос
по материалу
 

Сверхчистый кремний стал лидером теплопроводности

Сверхчистый кремний стал рекордсменом 

теплопроводности

Сотрудник Курчатовского института Александр Инюшкин и его коллеги изучили теплопроводность в кремнии.

В ходе исследования российские ученые при различных температурах измерили способность проводить тепло в образцах кремния трех сортов: сверхчистом кристалле из изотопа Si28, обогащенном и обычном.

Уточняется, что теплопроводность кремния измерялась при температурах от 2,4 до 420 кельвинов.

В ходе эксперимента удалось установить, что для сверхчистого кремния измеренная величина при 24 кельвинах составила около 45 тысяч Вт/(м·K), что в 10 раз больше, чем для обычного кремния при соблюдении тех же условий.

При комнатной температуре изотопическая однородность дала прирост всего в 8 процентов.

Данные для обычного кремния несколько отличаются от указанных в справочниках по свойствам материалов. Этот факт может вызвать интерес у теоретиков, занимающихся моделями рассеяния фононов. В целом, благодаря доступности и относительной легкости синтеза кристаллов, кремний остается одним из важнейших веществ в материаловедении, представляя собой подходящую модель для исследования процессов, определяющих теплопроводность.

При этом есть мнение, что сверхчистые алмазы теоретически могут показывать значения, превышающие 45 тысяч Вт/(м·K), но пока что теплопроводность выше 41 тысячи Вт/(м·K) никому получать не удавалось.

Тепловая энергия распространяется в полупроводниковых и изолирующих кристаллах с помощью квантов вибраций решетки. Если массы атомов в узлах решетки различаются, то фононный транспорт становится менее эффективным, поэтому наивысшие значения теплопроводности зафиксированы у изотопно-чистых образцов, таких как алмаз, состоящий на 99,9 процентов из углерода-12.


Подпишитесь на рассылку «Умной Страны»
Подписаться