High thermal conductivity in wafer-scale cubic silicon carbide crystals

热导率 材料科学 钻石 碳化硅 半导体 薄脆饼 宽禁带半导体 光电子学 凝聚态物理 纳米技术 复合材料 物理
作者
Zhe Cheng,Jianbo Liang,Keisuke Kawamura,Hao Zhou,Hidetoshi Asamura,Hiroki Uratani,Janak Tiwari,Samuel Graham,Yutaka Ohno,Yasuyoshi Nagai,Tianli Feng,Naoteru Shigekawa,David G. Cahill
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 7201-7201 被引量:159
标识
DOI:10.1038/s41467-022-34943-w
摘要

High thermal conductivity electronic materials are critical components for high-performance electronic and photonic devices as both active functional materials and thermal management materials. We report an isotropic high thermal conductivity exceeding 500 W m-1K-1 at room temperature in high-quality wafer-scale cubic silicon carbide (3C-SiC) crystals, which is the second highest among large crystals (only surpassed by diamond). Furthermore, the corresponding 3C-SiC thin films are found to have record-high in-plane and cross-plane thermal conductivity, even higher than diamond thin films with equivalent thicknesses. Our results resolve a long-standing puzzle that the literature values of thermal conductivity for 3C-SiC are lower than the structurally more complex 6H-SiC. We show that the observed high thermal conductivity in this work arises from the high purity and high crystal quality of 3C-SiC crystals which avoids the exceptionally strong defect-phonon scatterings. Moreover, 3C-SiC is a SiC polytype which can be epitaxially grown on Si. We show that the measured 3C-SiC-Si thermal boundary conductance is among the highest for semiconductor interfaces. These findings provide insights for fundamental phonon transport mechanisms, and suggest that 3C-SiC is an excellent wide-bandgap semiconductor for applications of next-generation power electronics as both active components and substrates.
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
刚刚
无解klein瓶完成签到,获得积分10
1秒前
大力的灵雁应助赵成龙采纳,获得30
2秒前
小鳄鱼发布了新的文献求助10
3秒前
泥泥完成签到,获得积分10
3秒前
完美世界应助Hazel采纳,获得10
4秒前
庾天磊完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
JJbond发布了新的文献求助10
4秒前
TX发布了新的文献求助10
5秒前
在水一方应助整齐冬瓜采纳,获得10
5秒前
5秒前
kebei完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
z12完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
满意嘉熙发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
虚幻道罡发布了新的文献求助10
9秒前
Liii完成签到 ,获得积分10
9秒前
孤独的凤完成签到,获得积分10
10秒前
小鳄鱼完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
lxt819完成签到,获得积分10
12秒前
小白发布了新的文献求助10
13秒前
举人烧烤发布了新的文献求助10
13秒前
高国豪完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
852应助执着听筠采纳,获得30
16秒前
loading发布了新的文献求助10
16秒前
淡定发布了新的文献求助10
16秒前
林中鸟发布了新的文献求助10
16秒前
19秒前
wlx应助小鹿采纳,获得10
19秒前
19秒前
19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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Continuing Syntax 1000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Work • Third edition • 2025 800
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Pharma R&D Annual Review 2026 500
荧光膀胱镜诊治膀胱癌 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 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 6216565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8041912
关于积分的说明 16762502
捐赠科研通 5304096
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2825843
邀请新用户注册赠送积分活动 1804032
关于科研通互助平台的介绍 1664160