科技日报记者 刘霞
美国科学家开展的一项新研究表明，随着晶体纯度提升与合成方法的改进，砷化硼有望取代金刚石成为导热性最佳的材料。由于砷化硼兼具优异导热性与强大半导体性能，未来或将在电子与半导体领域引发技术革新，催生性能更优异的电子产品。相关研究成果发表于最新一期《今日材料》杂志。
2013年，美国波士顿学院物理学家就曾预测，砷化硼理论上导热性优于金刚石。然而，2017年修正后的理论模型引入了“四声子散射”这一复杂因素，将其预测导热系数降至约1360瓦/米·开尔文，导致不少研究者放弃了砷化硼导热性可能超越金刚石的想法。
但休斯顿大学得克萨斯超导中心、加州大学圣巴巴拉分校和波士顿学院的科研团队认为，问题并不在于材料本身，而在于样品中的杂质。早期实验样品因存在缺陷，导热系数仅约1300瓦/米·开尔文，远低于理论预测值。
通过提纯原料并改进合成方法，团队制备出缺陷更少的砷化硼晶体。测试显示，这些高纯度样品的导热系数超过2100瓦/米·开尔文，不仅高于早期实验结果，甚至突破了原先的理论上限。这一成果也证实，材料纯度对导热性能具有决定性影响，也为开发更高效的导热材料开辟了新路径。
团队表示，这项研究不仅挑战了现有理论模型，还可能改变科学家对固体材料中热运动的理解。研究还指出，砷化硼有望成为新一代半导体材料。
网友评论
