Thermally conductive ultra-low-k dielectric layers based on two-dimensional covalent organic frameworks

电介质 材料科学 小型化 光电子学 热导率 高-κ电介质 制作 数码产品 介电谱 纳米技术 导电体 复合材料 电极 电气工程 化学 电化学 医学 工程类 病理 物理化学 替代医学
作者
Austin M. Evans,Ashutosh Giri,Vinod K. Sangwan,Sangni Xun,Matthew Bartnof,Carlos G. Torres‐Castanedo,Halleh B. Balch,Matthew S. Rahn,Nathan P. Bradshaw,Edon Vitaku,David W. Burke,Hong Li,Michael J. Bedzyk,Feng Wang,Jean‐Luc Brédas,Jonathan A. Malen,Alan J. H. McGaughey,Mark C. Hersam,William R. Dichtel,Patrick E. Hopkins
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:20 (8): 1142-1148 被引量:302
标识
DOI:10.1038/s41563-021-00934-3
摘要

As the features of microprocessors are miniaturized, low-dielectric-constant (low-k) materials are necessary to limit electronic crosstalk, charge build-up, and signal propagation delay. However, all known low-k dielectrics exhibit low thermal conductivities, which complicate heat dissipation in high-power-density chips. Two-dimensional (2D) covalent organic frameworks (COFs) combine immense permanent porosities, which lead to low dielectric permittivities, and periodic layered structures, which grant relatively high thermal conductivities. However, conventional synthetic routes produce 2D COFs that are unsuitable for the evaluation of these properties and integration into devices. Here, we report the fabrication of high-quality COF thin films, which enable thermoreflectance and impedance spectroscopy measurements. These measurements reveal that 2D COFs have high thermal conductivities (1 W m−1 K−1) with ultra-low dielectric permittivities (k = 1.6). These results show that oriented, layered 2D polymers are promising next-generation dielectric layers and that these molecularly precise materials offer tunable combinations of useful properties. Low-k dielectric materials are essential to allow continued electronics miniaturization, but their low thermal conductivity limits performance. Here, two-dimensional covalent organic frameworks are shown to combine high thermal conductivity with a low dielectric constant.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
不安枕头完成签到 ,获得积分10
2秒前
何迪克发布了新的文献求助10
2秒前
木槿昔年完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
Abc发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin应助王十七采纳,获得10
3秒前
慕青应助复杂曼梅采纳,获得10
5秒前
彭于晏应助vvvv采纳,获得10
5秒前
古德猫宁发布了新的文献求助10
5秒前
科研人河北完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
彩色的可乐完成签到,获得积分10
7秒前
傲娇的灵寒完成签到,获得积分20
8秒前
苹果金毛完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
大模型应助zZ采纳,获得10
9秒前
星辰大海应助鼻毛好胜采纳,获得10
9秒前
ding应助睡觉大王采纳,获得10
9秒前
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
bin8完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
18秒前
何迪克完成签到,获得积分10
18秒前
无风风发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
无花果应助英勇的曼卉采纳,获得10
20秒前
健壮可冥完成签到 ,获得积分10
20秒前
我是老大应助神明采纳,获得50
20秒前
从容的柏柳应助神明采纳,获得100
20秒前
今后应助神明采纳,获得10
20秒前
Jasper应助神明采纳,获得50
20秒前
酷波er应助神明采纳,获得10
20秒前
852应助神明采纳,获得30
21秒前
研友_VZG7GZ应助神明采纳,获得30
21秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Comprehensive Natural Products III 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6625839
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8387968
关于积分的说明 17944134
捐赠科研通 5801255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2962790
邀请新用户注册赠送积分活动 1937956
关于科研通互助平台的介绍 1846202