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
酷波er应助欢呼葶采纳,获得10
1秒前
NexusExplorer应助treasure采纳,获得10
1秒前
Nexus应助史萌采纳,获得10
2秒前
2秒前
英姑应助谭慧娉采纳,获得10
3秒前
朗道二级相变完成签到 ,获得积分10
4秒前
hby发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
来了完成签到,获得积分10
6秒前
jado完成签到,获得积分10
10秒前
wp4605应助小路采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.4应助Wenyilong采纳,获得10
12秒前
欢呼葶发布了新的文献求助10
12秒前
小瑞完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6.3应助东风徐来采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
cdercder应助Rainyin采纳,获得10
15秒前
韩野发布了新的文献求助10
15秒前
pluto应助新明采纳,获得50
17秒前
OnlyHarbour完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
ruogu7完成签到,获得积分10
22秒前
nana发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI2S应助Zhixiang采纳,获得10
27秒前
xiaoputaor完成签到 ,获得积分10
27秒前
黎至完成签到 ,获得积分10
28秒前
SnowyKwok完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
30秒前
bigboss完成签到 ,获得积分10
30秒前
谭慧娉完成签到,获得积分10
31秒前
zzn完成签到,获得积分10
33秒前
模拟计算0368完成签到,获得积分10
34秒前
DAYBYDAY完成签到 ,获得积分10
34秒前
打打应助5476采纳,获得10
35秒前
刘乐源发布了新的文献求助10
35秒前
晴子发布了新的文献求助10
36秒前
37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
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 7068998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8730497
关于积分的说明 18474961
捐赠科研通 6601428
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3127101
关于科研通互助平台的介绍 2223843
邀请新用户注册赠送积分活动 2102456