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Das Buch behandelt die mikroskopische Untersuchung der thermischen Eigenschaften von polykristallinem Diamant, der als Wärmeverteiler in elektronischen Strukturen dient und die Wärmeabfuhr verbessert. Künstlicher Diamant besteht aus kleinen Kristalliten, die durch Korngrenzen getrennt sind, und weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als einkristalliner Naturdiamant. Während letzterer über 2000 W/mK erreicht, schwankt der Wert für polykristallinen Diamant zwischen 1000 und 2000 W/mK, abhängig von Probe und Messmethode. Ziel der Arbeit ist es, die Ursachen für die niedrigere Wärmeleitfähigkeit und deren Abhängigkeit von der Messmethode zu klären. Eine neuartige Messapparatur ermöglicht erstmals eine mikrometergenaue Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit innerhalb einzelner Kristallite sowie des thermischen Widerstands an Korngrenzen. Die Untersuchungen zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit in den Kristalliten der von Naturdiamant entspricht, während die niedrigen Werte der polykristallinen Diamanten hauptsächlich durch die Korngrenzen verursacht werden. Mithilfe theoretischer Modelle wird die makroskopische Wärmeleitfähigkeit in polykristallinen Proben vorhergesagt. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Wärmeleitfähigkeit stark von der Wärmestromgeometrie abhängt, was die Unterschiede in den gemessenen Werten erklärt. Die vorgestellte Methode und die entwickelten Modelle ermöglichen eine quantitative Bewertung der Anwendung von
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Quantitative Bestimmung lokaler thermischer Eigenschaften in polykristallinem Diamant, Jürgen Hartmann
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- 1997
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