電子元件功率密度的增加以及由此產(chǎn)生的更高散熱需求需要新材料。金剛石的導(dǎo)熱性比銅高四到五倍，非常適合冷卻高功率密度的電子元件，例如處理器、半導(dǎo)體激光器或電動汽車中使用的電子元件，在電力運輸、光伏或存儲系統(tǒng)中冷卻功率電子方面尤為重要。
3月1日，弗勞恩霍夫協(xié)會宣布其研究人員已成功開發(fā)出比人類頭發(fā)還細的由合成金剛石制成的極薄納米膜，可以直接集成到電子元件中，從而將局部熱負荷降低多達十倍。電動汽車的能源效率、使用壽命和道路性能因此得到顯著提高，當用于充電基礎(chǔ)設(shè)施時，金剛石膜有助于將充電速度提高五倍。
/ 金剛石膜取代絕緣中間層 /
一般來說，在元件下方應(yīng)用銅層可以改善熱流，但銅與元件之間存在電絕緣的氧化物或氮化物層導(dǎo)熱性較差，這種納米膜在將熱量傳遞到銅方面非常有效，因為金剛石可以加工成導(dǎo)電路徑，因此研究人員希望用金剛石納米膜取代這個中間層——靈活且獨立的薄膜可以放置在組件或銅上的任何位置，或者直接集成到冷卻回路中。
研究人員通過在單獨的硅片上生長多晶金剛石納米膜，然后將其分離，將其翻轉(zhuǎn)并蝕刻掉背面的金剛石層，就形成了獨立、光滑的金剛石，可以在80攝氏度的低溫下加熱，然后附著到部件上。“熱處理會自動將微米厚的薄膜粘合到電子元件上，這樣金剛石就不再是獨立的，而是集成到系統(tǒng)中。”研究人員解釋道。
該納米膜可以在晶圓級（4英寸及更大）上生產(chǎn)，非常適合工業(yè)應(yīng)用。該開發(fā)已申請專利。逆變器和變壓器在電力運輸和電信等應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用測試將于今年啟動。
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