通过使用整个结构相位过渡过程中的Ag杂质的沉/溶解来增强基于银石化的热二极管的整改效果

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 开发高性能复合材料型热二极管对于先进的热管理至关重要.
• 银焦焦化物在350K和473K之间呈现结构相变,导致热导率发生显著变化.
• 了解相位过渡的组合依赖性热特性是材料设计的关键.

研究的目的:

• 通过他们的相位过渡来研究银化物 (Ag$_{2+x}$Te$_{0.9}$S$_{0.1}$和Ag$_{2}$S$_{1-y}$Se$_{y}$) 热导电性的组成依赖.
• 探索这些材料在制造高性能复合热二极管方面的潜力.
• 通过控制的相位转换和材料组成来实现增强的热整形.

主要方法:

• 合成Ag$_{2+x}$Te$_{0.9}$S$_{0.1}$和Ag$_{2}$S$_{1-y}$Se$_{y}$样本的精确控制的组成.
• 在相位过渡过程中测量温度依赖的导热率.
• 使用优化的Ag$_{2.025}$Te$_{0.9}$S$_{0.1}$和Ag$_{2}$S$_{0.6}$Se$_{0.4}$组成制造一个复合热二极管.

主要成果:

• Ag$_{2}$Te$_{0.9}$S$_{0.1}$显示在过渡到高温阶段 (HTP) 时,热导率逐步下降,增加了多余的白银 (变化高达2.7倍).
• Ag$_{2}$S$_{1-y}$Se$_{y}$显示热导率从低温阶段 (LTP) 逐步增加到HTP (在y=0.4时变化高达5倍).
• 一个复合热二极管实现了3.3的热校正比 (TRR),这是所有固态设备中报告的最高值.

结论:

• 具有量身定制的组成的银石素可以在相位过渡期间表现出显著的,相反的导热率变化.
• 在Ag$_{2+x}$Te$_{0.9}$S$_{0.1}$中控制银的溶解和沉有效调节导热.
• 制造的复合热二极管证明了这些材料在高效,固态热管理应用中的潜力.