Ngoài ra độ dẫn nhiệt của kim cương còn phụ thuộc vào biên hạt. Ở nhiệt độ thấp, quãng đường tự do trung bình của phonon trong cấu trúc đa tinh thể lớn hơn từ 4 đến 10 lần kích thước hạt. Trên 500 K, quãng đường tự do trung bình của phonon là nhỏ hơn kích thước hạt và độ dẫn nhiệt không thay đổi nhiều theo
nhiệt độ. Theo tính toán lí thuyết, độ dẫn nhiệt của kim cương là một hàm của
nhiệt độ (trong khoảng nhiệt độ 300 ÷ 1200K) [18]:
κ = (2,833× 106)/T1,245
trong đó κ có đơn vị Wm–1K–1 và T có đơn vị là Kelvin. Biểu thức trên cho thấy kim cương có độ dẫn nhiệt κ = 2340 Wm–1K–1 ở 300 K và κ = 416Wm–1K–1 ở
1200 K.
Hệ số nở nhiệt
Bên cạnh độ dẫn nhiệt còn có yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình ứng
dụng tản nhiệt cho các linh kiện, đó là hệ số nở nhiệt. Khi các vật liệu gắn kết
với nhau có sự chênh lệch hệ số nở nhiệt lớn sẽ rất dễ bị ảnh hưởng của ứng suất
nhiệt. Hình 1.18 cho thấy hệ số nở nhiệt của kim cương và một số loại vật liệu
khác đều là một hàm của nhiệt độ.
Màng kim cương
Hình 1.18. So sánh hệ số nở nhiệt tương đối của kim cương
và các vậtliệukhác [13]
1.3 Công nghệ chế tạo màng kim cương nhân tạo
Kim cương là loại vật liệu được biết đến từ lâu bởi những tính chất đặc
biệt của nó. Do kim cương tự nhiên là một vật liệu quý hiếm có giá thành cao nên lý do nàyđã cản trở nhiều ứng dụng của kim cương trong thực tế. Chính vì vậy, từ giữa thế kỷ 20, các nhóm nghiên cứu trên thế giới đã cố gắng nghiên cứu
chế tạo vật liệu kim cương nhân tạo từ các hợp chất chứa cácbon. Hình 1.19 cho thấy giản đồ pha đơn giản của cácbon.