Thermally conductive ultra-low-k dielectric layers based on two-dimensional covalent organic frameworks

电介质 材料科学 小型化 光电子学 热导率 高-κ电介质 制作 数码产品 介电谱 纳米技术 导电体 复合材料 电极 电气工程 化学 电化学 医学 工程类 病理 物理化学 替代医学
作者
Austin M. Evans,Ashutosh Giri,Vinod K. Sangwan,Sangni Xun,Matthew Bartnof,Carlos G. Torres‐Castanedo,Halleh B. Balch,Matthew S. Rahn,Nathan P. Bradshaw,Edon Vitaku,David W. Burke,Hong Li,Michael J. Bedzyk,Feng Wang,Jean‐Luc Brédas,Jonathan A. Malen,Alan J. H. McGaughey,Mark C. Hersam,William R. Dichtel,Patrick E. Hopkins
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:20 (8): 1142-1148 被引量:316
标识
DOI:10.1038/s41563-021-00934-3
摘要

As the features of microprocessors are miniaturized, low-dielectric-constant (low-k) materials are necessary to limit electronic crosstalk, charge build-up, and signal propagation delay. However, all known low-k dielectrics exhibit low thermal conductivities, which complicate heat dissipation in high-power-density chips. Two-dimensional (2D) covalent organic frameworks (COFs) combine immense permanent porosities, which lead to low dielectric permittivities, and periodic layered structures, which grant relatively high thermal conductivities. However, conventional synthetic routes produce 2D COFs that are unsuitable for the evaluation of these properties and integration into devices. Here, we report the fabrication of high-quality COF thin films, which enable thermoreflectance and impedance spectroscopy measurements. These measurements reveal that 2D COFs have high thermal conductivities (1 W m−1 K−1) with ultra-low dielectric permittivities (k = 1.6). These results show that oriented, layered 2D polymers are promising next-generation dielectric layers and that these molecularly precise materials offer tunable combinations of useful properties. Low-k dielectric materials are essential to allow continued electronics miniaturization, but their low thermal conductivity limits performance. Here, two-dimensional covalent organic frameworks are shown to combine high thermal conductivity with a low dielectric constant.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
3秒前
ZZQ完成签到 ,获得积分10
3秒前
吴小利完成签到,获得积分10
5秒前
Dzer完成签到 ,获得积分10
6秒前
狂野的晓曼完成签到,获得积分10
6秒前
xuexi发布了新的文献求助30
7秒前
好家伙发布了新的文献求助10
7秒前
张叶卓发布了新的文献求助10
8秒前
cccccc发布了新的文献求助10
8秒前
123456发布了新的文献求助10
8秒前
英俊的铭应助zhr采纳,获得10
8秒前
大个应助zhl采纳,获得10
9秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
xjcy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
玳瑁猫完成签到 ,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
369ninja应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
ww完成签到,获得积分10
10秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
饿了么发布了新的文献求助10
10秒前
xjcy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S应助小席要进步采纳,获得10
11秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
所所应助畔畔采纳,获得400
11秒前
11秒前
崔炎完成签到,获得积分20
12秒前
科研通AI6.3应助lzr采纳,获得10
12秒前
123456完成签到,获得积分10
14秒前
汉堡包应助张张采纳,获得10
15秒前
隐形曼青应助姜雪莲采纳,获得10
15秒前
Yunis发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
咳嗽・喀痰の診療ガイドライン第2版2025 800
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
The globalisation of real estate: the politics and practice of foreign real estate investment 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7016030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8688796
关于积分的说明 18418601
捐赠科研通 6505249
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3107065
关于科研通互助平台的介绍 2178083
邀请新用户注册赠送积分活动 2082903