此前有研究報道稱,砷化硼 (BAs) 單晶在室溫下的熱導率為 1500W/m?K。
由休斯頓大學任志峰教授領導,加州大學和波士頓學院聯合研究團隊合作完成的,通過采用提純砷原料降低雜質濃度,使砷化硼晶體室溫熱導率突破 2100W/m?K—— 可能高于金剛石,而金剛石一直被認為是各向同性材料中最好的熱導體。不同區域樣品的熱導率差異通過對比拉曼光譜得以驗證。
休斯頓大學、德克薩斯超導中心任志峰教授及其研究團隊將砷化硼晶體安裝到頻域熱反射(FDTR)系統中來測量熱導率。
實驗還觀察到熱導率與溫度呈 T^-1.8 的依賴關系,表明四聲子散射的實際貢獻遠超既有理論預測。通過調低 4 - 8THz 頻段聲子的三聲子散射參數,修正后的理論計算能與實驗結果吻合,盡管現行聲子傳輸理論尚無法合理解釋這一現象。
這一突破不僅將推動砷化硼單晶生長及應用研究,更將激勵理論界探索預測具有更高熱導率的潛在材料。
這項研究于 10 月 10 日發表在《今日材料》雜志上,挑戰了現有理論,并可能重塑我們對導熱材料的理解。它還可能催生一種新型半導體材料,使其在手機、高性能電子設備和數據中心中擁有更佳的熱管理性能。