半导体tk是指半导体的热导率,通常用W/(m*K)单位来表示。热导率是物质传热性能的一种表征,是单位时间内单位面积上下温度差为1K时,垂直于各平面的热流密度与温度梯度之比。
半导体材料具有优良的热性能和电性能,在电子器件、光电子学、半导体激光器和无线电收发等领域得到了广泛应用。热导率tk是衡量半导体材料热传递能力的指标,对于高功率器件、LED等领域有着重要的作用。
例如,在LED照明领域,减小半导体芯片发热量是提高LED照明效率和寿命的重要手段之一。而半导体tk的高低则直接决定了半导体芯片的散热性能,通过优化材料的热传导能力可以有效提高LED芯片的热传递性能。
常用的半导体tk测定方法有热电偶法、横向热导法和热阻法等。
热电偶法是通过在半导体材料中插入一对热电偶,在测量器中施加一定的热流,测量出材料中的温度分布和热流密度从而计算出半导体tk。
横向热导法是把待测半导体材料插入两个平行金属板之间,上下两平板加温差产生热流,通过测量半导体材料中两个接触面的温度差来计算半导体tk。
热阻法是将待测半导体材料夹在两个金属片之间,直接测量片间温度差和施加的热流从而计算半导体tk。
半导体材料的组成、结构、晶格缺陷以及杂质等因素均会影响半导体tk。其中,晶格缺陷是主要的影响因素,因为它们可以散射热流并降低半导体的导热性能。
此外,半导体材料的结构也对热传递性能产生重要影响。例如,二维薄膜具有更高的热导率tk,相比之下三维结构的半导体材料容易受到晶格缺陷的影响,热流的传递受到阻碍从而热导率较低。