原標(biāo)題：新型合成晶體有望解決電路散熱難題

新華社華盛頓７月５日電（記者周舟）發(fā)表在最新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上的研究顯示，一種相對(duì)廉價(jià)的合成晶體有望用于電路冷卻，突破電子設(shè)備小型化面臨的散熱難題。

論文通訊作者之一、美國(guó)得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯校區(qū)物理學(xué)副教授呂兵說，散熱對(duì)使用計(jì)算機(jī)芯片和晶體管的電子產(chǎn)業(yè)非常重要，而小型、高性能的電子產(chǎn)品不能采用導(dǎo)電金屬進(jìn)行散熱，風(fēng)扇又占據(jù)太大空間，因此需要一種廉價(jià)、可散熱的半導(dǎo)體材料。

在天然物質(zhì)中，金剛石的熱導(dǎo)率最高，但天然金剛石成本過高，人造金剛石存在結(jié)構(gòu)缺陷，都難以大規(guī)模應(yīng)用。研究人員發(fā)現(xiàn)，人造半導(dǎo)體材料砷化硼具有很高的導(dǎo)熱率，散熱能力比銅等常用散熱材料高２到３倍，僅次于金剛石。

呂兵團(tuán)隊(duì)與美國(guó)休斯敦大學(xué)研究人員采用一種“化學(xué)氣相輸運(yùn)”的晶體生長(zhǎng)方法，將硼和砷放在一端熱、一端冷的晶體生長(zhǎng)爐中，兩種材料從熱的一端移動(dòng)到冷的一端時(shí)會(huì)形成熱導(dǎo)率高的砷化硼晶體。

導(dǎo)熱是依靠材料中的電子、原子、分子或晶格熱運(yùn)動(dòng)來傳遞熱量。在金屬中，導(dǎo)熱主要依靠電子的運(yùn)動(dòng)。但在晶體中，熱傳導(dǎo)是靠組成晶體晶格的原子的振動(dòng)來完成，這種振動(dòng)在物理學(xué)上被稱為聲子。研究人員說，砷化硼晶體散熱的原因就是晶體振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一份一份的聲子，聲子帶走了熱，而硼原子和砷原子差別巨大，這讓聲子更易于脫離晶體。

呂兵說，砷本身有毒，但化合物砷化硼穩(wěn)定、無毒，且其半導(dǎo)體性質(zhì)與硅相容，有望廣泛應(yīng)用于微電子領(lǐng)域。