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3D-BN 骨架中填料尺寸对环氧基复合材料热导率影响的研究
随着 5G、人工智能、物联网等技术的快速发展，微电子设备的工作温度不断升高，对导热和电绝缘材料的需求显著增加[1-4]。这主要是因为微电子设备运行时芯片产生的热量由于一层热界面材料（TIM）而不能迅速传递到冷却设备。TIM 的主要作用是填充微电子设备与散热器翅片之间的缝隙，从而降低界面热阻[5]。环氧树脂或硅橡胶等聚合物因具有优异的黏附性、热稳定性和电绝缘性，常用作 TIM[6，7]。然而，它们的 TC 值较低（低于 0.3 W/m·K），不能满足微电子设备的需求。因此，迫切需要具有优异平面热导率的TIM，它能及时将热量传递至散热片，进而将热量传输到设备外部。通过加入陶瓷填料，如AlN[8-10]、Al2O3[11-13]、Si3N4[14]和BN[15，16]，复合策略被认为是提高热导率的最有效方法。特别是对于具有与石墨类似的层状结构的BN，由于其优异的热导率（平面方向约600W/m·K）和宽的带隙[17-20]，它引起了人们的极大兴趣。因此，将BN加入到聚合物中对提高热导率具有重要意义。然而，通过传统共混方法制备的BN基复合材料的平面热导率远低于平面取向的。在这方面，已经开发出一些策略来增强聚合物复合材料的平面导热性。一种策略是构建三维网络骨架。在这种结构中，
电流辅助烧结技术在先进材料加工中的应用
电场和磁场为无机材料的合成、加工和微观结构调整提供了额外的自由度。[1] 与传统烧结技术相比，电流辅助烧结 (ECAS) 技术因显着增强和加速了烧结动力学而具有极好的前景，在先进材料的加工中非常有前景。[2 – 7] 从 100 多年前的第一项专利开始，如今专利和文献中描述了 50 多种不同 ECAS 技术原理。[3] 通常，可通过以下方式实现高加热速率和低停留时间的短期烧结：1) 在导电工具中间接加热非导电粉末，通过焦耳效应加热并将热量传导给粉末； 2) 通过感应或热辐射间接加热非导电粉末，直至达到起始温度，此时电流开始流过样品，因此可以直接加热；3) 通过焦耳效应直接将能量耗散在样品内，直接加热导电粉末；4) 通过样品突然释放存储在电容器中的能量，超快速直接加热导电粉末。粉末和工具材料的电导率主要决定样品是直接加热还是间接加热。金属、合金和特殊陶瓷材料，如 TiC、TiN、Ti(C,N)、MAX 相（M = 过渡金属，A = A 组元素，X = C 或 N）、WC、TiB2 和 ZrB2，作为超高温陶瓷 (UHTC)，可以在场辅助烧结技术/放电等离子烧结 (FAST/SPS) 模式下直接加热，因为它们的电导率比通常用作工具材料的石墨的电导率高几个数量级。反之亦然，大多数氧化物（Al2O3、ZrO2、YSZ、MgO、CeO2、掺杂钆的二氧化铈 [GDC] 等）和其他陶瓷，如 BN、Si3N4、SiC 和 B4C，由于其低电导率，则间接加热。通过施加单轴压力可以进一步提高 ECAS 技术的效率，这还可以支持烧结动力学，从而能够降低烧结温度
《光电子与生物医学材料杂志》第 15 卷，第 2 期，2023 年 4 月 - 6 月，第 55 - 64 页 射频磁控管的表面研究
使用不同靶到基片距离的化学计量氮化硅靶，通过射频磁控溅射在单面 P 型抛光掺硼硅晶片基片上沉积氮化硅薄膜。改变靶到基片的间距（非常规参数）以优化表面粗糙度和晶粒尺寸。这种优化提供了均匀、密集的氮化硅薄膜的正态分布，没有表面裂纹。采用原子力显微镜探索氮化硅薄膜的精确表面粗糙度参数。所有样品的表面粗糙度和晶粒分析都表现出直接关系，并与靶到基片的间距呈反比关系。通过以下参数分析了 Si3N4 的表面形貌：平均粗糙度、均方根粗糙度、最大峰谷高度、十点平均粗糙度、线的偏度和峰度。氮化硅薄膜的表面粗糙度在基于氮化硅波导的生物传感器制造中具有重要意义。 (2022 年 8 月 4 日收到；2023 年 4 月 3 日接受) 关键词：原子力显微镜、射频磁控溅射、氮化硅、靶材到基板间距、薄膜 1. 简介 氮化硅具有卓越的光学、化学和机械性能，是微电子学中用作电介质和钝化层 [1] 以及微机电系统 (MEMS) 中结构材料最广泛的材料 [2, 3]。氮化硅薄膜由于其在可见光和近红外 (NIR) 区域的高折射率和透明度，在光电子应用中也发挥着至关重要的作用 [4, 5]。氮化硅薄膜在光电子领域的主要应用是基于光波导的生物传感器作为平面光波导 [6-8]。平面光波导是一种三层结构，其中通常称为芯的高折射率薄膜夹在两个低折射率膜（称为下包层和上包层）之间。平面波导内部的光传播基于全内反射原理。据报道，光波导中芯体表面的粗糙度是造成波导边界处光传播损耗的原因 [10, 11]。这是由于界面处的反射和折射现象而不是全内反射造成的。芯体的粗糙表面可以将光散射到不同方向。芯体和包层之间的折射率差 ∆n 越大，光在芯体中的限制就越大。因此，由于氮化硅的折射率约为 2，而二氧化硅的折射率约为 1，因此二氧化硅/氮化硅/二氧化硅的特定结构是平面光波导的合适候选材料。46 作为上下包层，折射率差 ∆n ~ 0.5[9]。Si 3 N 4 薄膜通过低压化学气相沉积、热蒸发、等离子体增强化学气相沉积和磁控溅射系统制备[12-16]。然而，磁控溅射技术由于无毒气体、低温沉积、易于调节沉积速率和沉积系统简单而比 PECVD 技术具有相当大的优势[17]。薄膜的常规参数