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 [Springer Nature]
卷期号:20 (8): 1142-1148 被引量:211
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
莫x莫完成签到 ,获得积分10
1秒前
loewy完成签到,获得积分10
1秒前
黄婷发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
yuan完成签到,获得积分10
1秒前
zho发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
苏苏完成签到,获得积分10
2秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得80
2秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
万能图书馆应助内向秋寒采纳,获得10
2秒前
2秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
zzzq应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
soso应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
zzzq应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
hzauhzau发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
秀丽千山发布了新的文献求助10
3秒前
饭小心发布了新的文献求助10
3秒前
叶梓发布了新的文献求助10
3秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107938
关于积分的说明 9287239
捐赠科研通 2805706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540033
邀请新用户注册赠送积分活动 716893
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709794