Silikonun termal iletkenliği

Önemli bir yarı iletken malzeme olarak, silikon modern bilim ve teknoloji alanında hayati bir rol oynamaktadır. Termal iletkenliği, çeşitli uygulamalarda silikonun performansı üzerinde önemli bir etkisi olan silikon malzemelerin termal iletkenliğinin temel bir göstergesidir.

 

0020-40946 kelepçe halkası, 8 "SNNF, AL

Silikonun termal iletkenliğinin temel özellikleri

Silikonun termal iletkenliği sabit bir sabit değildir, ancak sıcaklık gibi faktörlerle yakından ilişkilidir. Oda sıcaklığında, silikonun termal iletkenliği yaklaşık 150 w/(m ・ k). 273 K sıcaklıkta, termal iletkenlik 163.3 w/(m ・ k). Diğer bazı yaygın malzemelerle karşılaştırıldığında, silikon orta düzeyde termal iletkenliğe sahiptir. Örneğin, bakırın termal iletkenliği yaklaşık 400 w/(m ・ k), silikon karbürün termal iletkenliği, silikondan çok daha yüksek olan 490 w/(m ・ k) kadar yüksektir.

0020-27113 kelepçe halkası 6 smf ti

Silikonun termal iletkenliğini etkileyen faktörler

Kristal Yapı:Silikonun kristal yapısı termal iletkenliği üzerinde temel bir etkiye sahiptir. Kristal silikon, fononların nispeten pürüzsüz bir şekilde yaydığı düzenli bir kafes yapısına sahiptir, bu da ısı iletimine elverişlidir. Silikonun kristal yapısında kusurlar, safsızlıklar veya kafes bozulmaları olduğunda, fononların yayılması dağılır, bu da termal iletkenlikte bir azalmaya neden olur.

Sıcaklık:Sıcaklık, silikonun termal iletkenliğini etkileyen önemli faktörlerden biridir. Genel olarak, sıcaklık arttıkça, silikonun termal iletkenliği önce artar ve sonra azalır. Düşük sıcaklık aralığında, fononun ortalama serbest yolu daha büyüktür ve fononun enerjisi artar, fononlar arasındaki etkileşim artar ve termal iletkenlik artar. Bununla birlikte, sıcaklık bir dereceye kadar yükselmeye devam ettiğinde, fonon arasındaki saçılma yoğunlaşır, ortalama serbest yol azalır ve termal iletkenlik kademeli olarak azalır.

Mikro ölçekli:Silikon filmler gibi mikro ve nano ölçeğinde silikon malzemeler için termal iletkenlik de boyut etkilerinden etkilenir. Çalışmalar, silikon filmin kalınlığı belirli bir kritik boyuttan daha az olduğunda, kalınlık azaldıkça termal iletkenliğin azaldığını göstermiştir.

Silikonun termal iletkenliğinin pratik uygulamaları

Elektronik cips:Elektronik yongalarda, silikon en sık kullanılan yarı iletken malzemedir. Çip çalışma sırasında çok fazla ısı ürettiğinden, silikonun termal iletkenliği doğrudan çipin ısı yayılma performansı ile ilişkilidir. Silikonun termal iletkenliği çok düşükse, çip tarafından üretilen ısı zaman içinde dağılamaz, bu da çipin sıcaklığının yükselmesine neden olur, bu da çipin performansını ve stabilitesini etkileyecek ve hatta çipin servis ömrünü kısaltabilir.

Termoelektrik Malzemeler:Silikonun termal iletkenliği nispeten yüksek olmasına rağmen, geleneksel termoelektrik malzemeler alanındaki uygulamasına elverişli olmasa da, silikon malzemelere germanyum nanokristallerinin yerleştirilmesi, silikonun termal iletkenliği, termoelektrik olarak kullanılma potansiyeli çok düşük seviyeye indirgenebilir.