金刚微粒热导率异常强尺寸效应
材料科学
2024-05-31 v1 应用物理
摘要
金刚石具有约为 \SI{2000}{\watt\per\meter\per\kelvin} 的最高热导率，因此广泛用于散热。实际应用中，合成金刚石微粒通常被假设其热导率与 bulk 金刚石相同，因为粒子尺寸大于理论声子平均自由程，从而不存在热导声子的边界散射。本报告发现，金刚石微粒的热导率异常取决于其尺寸。随着尺寸从 \SI{20}{\micro\meter} 增大到 \SI{300}{\micro\meter}，金刚石微粒的热导率从 \SI{400}{\watt\per\meter\per\kelvin} 增至 \SI{2000}{\watt\per\meter\per\kelvin}。我们通过分析点缺陷、位错以及热渗透深度随温度变化的规律，认为异常强的尺寸效应归因于生长过程中长程缺陷。我们的结果在金刚石复合材料的设计以及提高合成金刚石热导率方面发挥关键作用。
引用
@article{arxiv.2405.19835,
title = {Anomalously Strong Size Effect on Thermal Conductivity of Diamond Microparticles},
author = {Yufeng Wang and Bo Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19835},
year = {2024}
}