Sissejuhatus alumiiniumnitriidi soojusjuhtivus

Alumiiniumnitriidil (ALN) on kõrge tugevuse, suure mahutakistuse, kõrge isolatsiooni vastupidavuse omadused, vastupinge, soojuspaisumise koefitsient ja hea sobitamine räni jne . Keraamilise substraadi valdkonnas, keraamilised lehed ja viimastel aastatel põlenud pakendimaterjalid ning selle jõudlus ületab kaugelt alumiiniumoksiidi.

Alumiiniumnitriidi oluliste omaduste hulgas on kõige olulisem HIG soojusjuhtivus. Alumiiniumnitriidi soojusjuhtivuse mehhanismi osas on kodus ja välismaal tehtud palju uuringuid ning moodustatud on suhteliselt täielik teoreetiline süsteem. Peamine mehhanism on: vibratsioon võre kaudu, see tähendab kuumuse ülekandmist võrelainete või soojuslainete abil. Kvantmehaanika tulemused räägivad meile, et võrelaineid saab töödelda osakese liikumisena, fononina. Kuumalained on ka lainete osakeste duaalsusega. Soojust kandvad fononid edastavad soojust vastastikku piirava ja koordineeritud vibratsiooni kaudu struktuurradikaalide (aatomid, ioonide või molekulide) vahel. Kui kristall on ideaalselt ideaalse struktuuriga inelastomeer, saab soojuse vabalt kanduda külma ristmikuga kristalli kuuma otsaga ilma häirete ja hajumiseta ning soojusjuhtivus võib jõuda väga kõrge väärtuseni. Selle soojusjuhtivust kontrollivad peamiselt kristallidefektid ja fonoonide hajumine fononite endi poolt.

Teoreetiliselt võib ALN-i soojusjuhtivus ulatuda 320W · M-1 · K-1, kuid Alni lisandite ja defektide tõttu on alumiiniumnitriidi keraamilise substraadi soojusjuhtivus alla 200 W · M-1 · K-1. See on peamiselt tingitud asjaolust, et kristalli struktuurilistel primitiividel ei saa olla täiesti range ühtlane jaotus ning alati on hõredaid ja tihedaid erinevaid piirkondi, seega on voolukandev fononit levimise ajal alati häiritud ja hajutatud.