此前有研究报道称,砷化硼 (BAs) 单晶在室温下的热导率为 1500W/m・K。
由休斯顿大学任志峰教授领导,加州大学和波士顿学院联合研究团队合作完成的,通过采用提纯砷原料降低杂质浓度,使砷化硼晶体室温热导率突破 2100W/m・K—— 可能高于金刚石,而金刚石一直被认为是各向同性材料中最好的热导体。不同区域样品的热导率差异通过对比拉曼光谱得以验证。
休斯顿大学、德克萨斯超导中心任志峰教授及其研究团队将砷化硼晶体安装到频域热反射(FDTR)系统中来测量热导率。
实验还观察到热导率与温度呈 T^-1.8 的依赖关系,表明四声子散射的实际贡献远超既有理论预测。通过调低 4 - 8THz 频段声子的三声子散射参数,修正后的理论计算能与实验结果吻合,尽管现行声子传输理论尚无法合理解释这一现象。
这一突破不仅将推动砷化硼单晶生长及应用研究,更将激励理论界探索预测具有更高热导率的潜在材料。
这项研究于 10 月 10 日发表在《今日材料》杂志上,挑战了现有理论,并可能重塑我们对导热材料的理解。它还可能催生一种新型半导体材料,使其在手机、高性能电子设备和数据中心中拥有更佳的热管理性能。