Berlin 2018 – wissenschaftliches Programm
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KFM: Fachverband Kristalline Festkörper und deren Mikrostruktur
KFM 13: Diamond I
KFM 13.7: Vortrag
Mittwoch, 14. März 2018, 12:10–12:30, E 020
Messverfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an dünnen Diamantschichten an Hand von Beispielen — •Mario Bähr, Indira Käpplinger, Alexander Lawerenz und Thomas Ortlepp — CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH, Konrad-Zuse-Str. 14, 99099 Erfurt, Germany
Diamant besitzt in seiner einkristallinen Form einen der höchsten Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (>2000 W/mK). Diese wird nur bei Diamant gepaart mit einem über mehrere Größenordnungen einstellbaren elektrischen Widerstand von 104-1014 Ohmcm. Daher ist eine technische Nutzung von höchstem Interesse im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnologie temperaturkritischer Bauelemente, die einem effektiven Wärmemanagement bedürfen. Diese sind bspw. Leuchtdioden oder (opto-) elektronische Hochleistungsbauelemente. Kosteneffizient könnten Diamantschichten als Wärmespreizer auch als dünne Schichten mit Dicken von <50 um eingesetzt werden. Dazu wird die Diamantschicht auf einem Träger (=Wärmesenke) synthetisiert und strukturiert. Dieser Ansatz wurde verfolgt und Siliziumträger mit einer wärmespreizenden synthetischen Diamantschicht simuliert, hergestellt und mit verschiedenen Verfahren charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt auf der Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit der dünnen Diamantschichten. Gegenübergestellt werden die 3-Omega-Methode angewendet an unterschiedlichen Probenkonfigurationen und das Laser-Flash-Verfahren in verschiedenen Konfigurationen. Da für die Anwendung relevant, wird auf die Unterscheidung der transversalen und der lateralen Wärmeleitfähigkeit hingearbeitet.