基于方脉冲测温的 HFCVD 金刚石薄膜深度分辨热导率
材料科学
2026-04-15 v1 应用物理
摘要
将高热导率金刚石薄膜集成到硅碳化物（SiC）基板上，为高功率电子器件的热管理提供了可行路径。本文采用方脉冲源（SPS）测温法，对厚约 5 μm、采用热丝化学气相沉积（HFCVD）生长的金刚石薄膜进行深度依赖性热导率研究。电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）揭示，晶粒从核化界面向薄膜表面呈现显著的粗大化。通过结合频率依赖的热渗透与深度分辨热传导模型，我们定量重构了热导率轮廓。结果显示，热导率从核化区附近的约 60 W m^(-1) K^(-1) 快速升至表面约 200 W m^(-1) K^(-1)，直接反映出微观结构演化的内在关联。这些结果为理解 HFCVD 金刚石中的梯度热传导提供了物理依据，并为下一代功率器件的热管理层提供了实用指导。
引用
@article{arxiv.2604.12522,
title = {Depth-Resolved Thermal Conductivity of HFCVD Diamond Films via Square-Pulsed Thermometry},
author = {Kexin Zhang and Xiaosong Han and Ershuai Yin and Xin Qian and Junjun Wei and Puqing Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.12522},
year = {2026}
}