고순도 붕소계 결정의 포논 열수송 제어 기반 초고열전도 소재 연구

Ultrahigh thermal conductivity materials via phonon transport control in high-purity boron compounds

연구 내용

촉매 보조 결정 합성과 동위원소 정제를 통해 불순물·결함에 의한 포논 산란을 규명하고 초고열전도 열확산 소재를 구현하는 연구

전자·반도체 장치의 방열 성능을 좌우하는 포논 열수송 메커니즘을 규명하는 데 집중합니다. Pt 촉매 기반 고결정도 BAs 합성으로 불순물 의존성을 평가하고, 결정 품질과 열전도도의 재현성을 검증합니다. 또한 동위원소가 정제된 BAs와 BP를 제작한 뒤 TDTR로 온도 의존 열전도도를 측정하여 포논 분산 변화와 동위원소 산란의 역할을 분석합니다. 실험 결과를 기반으로 고방열 패키징에 적용 가능한 열관리 소재의 설계 기준을 제시합니다.

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연구 흐름

초기에는 BAs의 고순도 단결정 합성을 촉진하는 합성 공정과 재현성 검증에 집중했습니다. 2024년에는 촉매 보조 합성을 통해 배치 내 열전도도 분포를 점검하고 Raman 기반 품질 확인을 병행했습니다. 이후 2025년에는 동위원소 농축 BAs와 BP로 실험-분석을 확장하여 포논 산란 메커니즘을 온도 구간별로 비교했습니다. 최근에는 고품질 결정의 제작 원리를 특허와 연결하고, 반도체 열확산 및 전자 패키지 열관리 소재로의 적용 가능성을 구체화하는 연구 흐름을 구축했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

반도체 열확산판
고방열 thermal via 소재
전력전자 방열 모듈
전자 패키지 열인터페이스 설계 재료
고출력 전자장치 열관리 부품
극한 환경 열방출 소재
우주·항공 전자부품 열제어
열전도 기준(reference) 측정용 시편
포논 기반 열수송 실험 플랫폼
열전 소자용 열확산층