科普:隨著科技不斷發展,電腦CPU集成度越來越高,體積也越來越小。然而,CPU運行時局部溫度比電熱爐還要高,甚至趨向于核反應堆的溫度。這成為微處理器技術發展的zui大障礙。
如下圖,一個CPU由散熱器Heat Sink,散熱片Heat Speader和芯片Board組成。
如果革新散熱片的材質,使其熱傳導性能提升,將大大改觀CPU過熱的現狀。經研究發現,一種鉆石顆粒與鋁的復合材料可以獲得*的熱傳導效率。但鉆石顆粒與其周圍的鋁之間的接合度,又成為限定其熱傳導效率的至關重要的因素。
鋁質地極軟,包裹著zui堅硬的鉆石顆粒,如何制備這種樣品使兩種材質的接合部位展現出來呢?
徠卡系統通過機械拋光,看到的結構是這樣的(樣品臺傾斜45度,SEM圖像
或者是這樣的(SEM圖像):
而通過一種新穎的三離子束切割技術Leica EM TIC 3X,讓我們看到了如此清晰的界面結構(SEM圖像):
上圖矩形區域放大,如下圖:
徠卡系統在鉆石顆粒周圍匯聚了很多顆粒狀物質。經能譜儀分析,得知這些顆粒主要是三氧化二鋁,如下元素能譜分析:
在鉆石顆粒與鋁的界面處,用FIB(聚焦離子束設備)切取一小部分,用于TEM觀察和分析,得到如下結果:
上圖矩形區域是鉆石顆粒與鋁緊密結合的部位,經HRTEM觀察與分析,得到如下結果:
上圖顯示鉆石顆粒與鋁之間結合度非常緊密。
可是如何避免三氧化二鋁顆粒的形成,讓鉆石顆粒與鋁之間都保持緊密結合呢?這需要更進一步研究。
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