هدایت حرارتی سیلیکون

به عنوان یک ماده نیمه هادی مهم ، سیلیکون نقش مهمی در زمینه علم و فناوری مدرن ایفا می کند. هدایت حرارتی آن شاخص اصلی هدایت حرارتی مواد سیلیکون است که تأثیر مهمی در عملکرد سیلیکون در کاربردهای مختلف دارد.

 

0020-40946 حلقه گیره ، 8 "snnf ، al

خواص اساسی هدایت حرارتی سیلیکون

هدایت حرارتی سیلیکون ثابت ثابت نیست ، اما با عواملی مانند دما ارتباط نزدیکی دارد. در دمای اتاق ، هدایت حرارتی سیلیکون حدود 150 W/(M ・ K) است. در دمای 273 K ، هدایت حرارتی 163.3 W/(M ・ K) است. در مقایسه با برخی از مواد مشترک دیگر ، سیلیکون سطح متوسط ​​هدایت حرارتی دارد. به عنوان مثال ، هدایت حرارتی مس حدود 400 W/(M ・ K) است ، در حالی که هدایت حرارتی کاربید سیلیکون به اندازه 490 W/(M ・ K) است که بسیار بالاتر از سیلیکون است.

0020-27113 حلقه چکش 6 smf ti

عواملی که بر هدایت حرارتی سیلیکون تأثیر می گذارد

ساختار کریستالی:ساختار کریستالی سیلیکون تأثیر اساسی در هدایت حرارتی آن دارد. سیلیکون کریستالی دارای یک ساختار مشبک منظم است که در آن واژنها نسبتاً هموار پخش می شوند ، که منجر به هدایت گرما می شود. هنگامی که نقص ، ناخالصی یا تحریف شبکه در ساختار کریستالی سیلیکون وجود دارد ، انتشار فون ها پراکنده می شوند و در نتیجه کاهش هدایت حرارتی ایجاد می شود.

دما:دما یکی از عوامل مهم مؤثر بر هدایت حرارتی سیلیکون است. به طور کلی ، با افزایش دما ، هدایت حرارتی سیلیکون ابتدا افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد. در محدوده دمای پایین ، میانگین مسیر آزاد فونون بزرگتر است و انرژی فونون افزایش می یابد ، تعامل بین آوون ها افزایش می یابد و هدایت حرارتی افزایش می یابد. با این حال ، هنگامی که دما تا حدودی افزایش می یابد ، پراکندگی بین فونون شدت می یابد ، میانگین مسیر آزاد کاهش می یابد و هدایت حرارتی به تدریج کاهش می یابد.

میکروسکوله:برای مواد سیلیکون در مقیاس میکرو و نانو ، مانند فیلم های سیلیکون ، هدایت حرارتی نیز تحت تأثیر اثرات اندازه قرار می گیرد. مطالعات نشان داده اند که وقتی ضخامت فیلم سیلیکون کمتر از اندازه بحرانی خاص باشد ، با کاهش ضخامت ، هدایت حرارتی کاهش می یابد.

کاربردهای عملی هدایت حرارتی سیلیکون

تراشه های الکترونیکی:در تراشه های الکترونیکی ، سیلیکون رایج ترین ماده نیمه هادی است. از آنجا که تراشه در حین کار گرمای زیادی ایجاد می کند ، هدایت حرارتی سیلیکون به طور مستقیم با عملکرد اتلاف گرما تراشه مرتبط است. اگر هدایت حرارتی سیلیکون خیلی کم باشد ، گرمای تولید شده توسط تراشه نمی تواند به موقع از بین برود ، که باعث افزایش دمای تراشه می شود و این امر بر عملکرد و پایداری تراشه تأثیر می گذارد و حتی ممکن است عمر خدمات تراشه را کوتاه کند.

مواد ترموالکتریک:اگرچه هدایت حرارتی سیلیکون نسبتاً زیاد است ، که از طریق برخی فرآیندهای آماده سازی ویژه ، مانند تعبیه نانوکریستال های ژرمانیوم در مواد سیلیکون ، هدایت حرارتی سیلیکون را می توان به یک قدرت بسیار کمتری در زمینه ترموچیلیک کاهش داد ، از طریق برخی از فرآیند ها و روش های آماده سازی خاص ، از طریق برخی فرآیندهای آماده سازی سنتی ، از طریق برخی فرآیندهای آماده سازی سنتی ، از طریق برخی فرآیندهای آماده سازی سنتی ، از طریق برخی از فرآیندهای آماده سازی خاص ، مانند تعبیه نانوکریستال های ژرمانیوم در مواد سیلیکون ، می تواند در سطح بسیار کمتری استفاده کند.