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:302
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
夜凉如水完成签到,获得积分10
刚刚
三瓣橘子完成签到,获得积分10
刚刚
Andy发布了新的文献求助10
1秒前
如意完成签到 ,获得积分10
1秒前
Boovey发布了新的文献求助10
1秒前
果酱应助小杨采纳,获得50
1秒前
1秒前
imlishuaiwhoyou完成签到,获得积分10
1秒前
大个应助小困包采纳,获得10
2秒前
Haru完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
tym完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
TT完成签到,获得积分10
3秒前
这个研究生不读也罢完成签到,获得积分10
3秒前
6秒前
lililili完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
ZX完成签到 ,获得积分10
7秒前
贾不可发布了新的文献求助10
7秒前
叶颤完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
娄十三完成签到 ,获得积分10
8秒前
老迟到的访文完成签到,获得积分10
8秒前
yulian完成签到,获得积分10
8秒前
吃了就会胖完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
liaodongjun完成签到,获得积分10
10秒前
紫沫完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
mljever完成签到,获得积分10
12秒前
越幸运完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
wobisheng完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6688580
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8432509
关于积分的说明 18015303
捐赠科研通 5914063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984010
邀请新用户注册赠送积分活动 1959901
关于科研通互助平台的介绍 1897868