Herstellung und mikrostrukturelle Beschreibung neuartiger Verbundwerkstoffe mit höchster thermischer Leitfähigkeit und optimierter thermischer Ausdehnung

Ziel des forschungsantrises, underwendung metalphysikalischer Grundlagen zur Elektronen-Phononen-Wechselwirkung Wärmesenken mit höchster thermischer Leitfähigkeit and optimierter thermischer Ausdehnung herstellen zu können, die dringend in der der microelektronik zur abf<s:1> hrung der Wärme benötigt werden。Die bisherigen Untersuchungen zeigten, dass es zwar möglich ist， her powder冶金学ische Arbeitsweisen Kupfer/Diamant-Verbundwerkstoffe mit hoher Dichte herzustellen， jedoch könnten Die theortisch berechneten Werte von Wärmeleitfähigkeit和thermomischen Ausdehnungskoeffizienten nicht erreicht werden。Die Ursache light darin, dass bei den Berechnungsmodellen von idealen Grenzflächen ausgegangen wurde, Die Untersuchungen aber zeigten ass and den Grenzflächen Kupfer/Diamant ein hoher Grenzflächenwiderstand auftritt, d.h. kaum ein Wärmeübergang erfolgt。德国schlechte Wärmetransport ist auf die schwache Elektronen-Phononen-Kopplung zwischen Kupfer， einem bei Raumtemperatur nahezu reinem Elektronenleiter, und Diamant, einem ausschließlichen Phonenleiter, zur<s:1> ckzuf<e:1> hren。In diesem Fortsetzungsantrag solsolb deshalb dnne Schichten zwischen diamond and Kupfer eingebracht werden, die In der Lage, die Elektronen-Phononen-Wechselwirkung zwischen Kupfer and Diamant zu verbessern。al geeignete Schicht wind z.B. eine TiC-Schicht angesehen， weil beder metallischen Keramik TiC sowohl Elektronen Als aucch Phononen zur Wärmeleitung beittronen和wegen des hohen e - modules dieser einge gute Elektronen-Phononen- kopplung zu erwarten ist。[4] [9] [9] [9] [9] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10]

Ziel des Forschungsantrages ist es, unter Anwendung metallphysikalischer Grundlagen zur Elektronen-Phononen-Wechselwirkung Wärmesenken mit höchster thermischer Leitfähigkeit und optimierter thermischer Ausdehnung herstellen zu können, die dringend in der Mikroelektronik zur Abführung der Wärme benötigt werden. Die bisherigen Untersuchungen zeigten, dass es zwar möglich ist, über pulvermetallurgische Arbeitsweisen Kupfer/Diamant-Verbundwerkstoffe mit hoher Dichte herzustellen, jedoch könnten die theoretisch berechneten Werte von Wärmeleitfähigkeit und thermischen Ausdehnungskoeffizienten nicht erreicht werden. Die Ursache liegt darin, dass bei den Berechnungsmodellen von idealen Grenzflächen ausgegangen wurde, die Untersuchungen aber zeigten dass an den Grenzflächen Kupfer/Diamant ein hoher Grenzflächenwiderstand auftritt, d.h. kaum ein Wärmeübergang erfolgt. Dieser schlechte Wärmetransport ist auf die schwache Elektronen-Phononen-Kopplung zwischen Kupfer, einem bei Raumtemperatur nahezu reinem Elektronenleiter, und Diamant, einem ausschließlichen Phonenleiter, zurückzuführen. In diesem Fortsetzungsantrag sollen deshalb dünne Schichten zwischen Diamant und Kupfer eingebracht werden, die in der Lage sind, die Elektronen-Phononen-Wechselwirkung zwischen Kupfer und Diamant zu verbessern. Als geeignete Schicht wird z.B. eine TiC-Schicht angesehen, weil bei der metallischen Keramik TiC sowohl Elektronen als auch Phononen zur Wärmeleitung beitragen und wegen des hohen E-Moduls dieser einge gute Elektronen-Phononen-Kopplung zu erwarten ist. Es soll über pulvertechnologische Arbeitsweisen die Dicke der TiC-Schicht erarbeitet werden, die in der Lage ist, die Elektronen-Phononen-Wechselwirkung zwischen Kupfer und Diamant optimal zu fördern, damit die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit von Diamant in dem Verbundwerkstoff genutzt werden kann.