由麻省理工學院(MIT)、休士頓大學等組成的研究團隊透過對經過高純度處理的立方晶砷化硼(c-BAs)單晶進行局部測量,發現c-BAs具有高熱傳導性,且表現出兼具電子傳輸與電洞傳輸的高雙極性遷移率,未來可望成為超越矽的理想半導體,獲得廣泛的應用。
研究團隊積極探索同時具有出色的導熱性與電子、電洞高雙極性遷移率的理想半導體材料,因此透過理論計算,預測出c-BAs具有高導熱性與雙極性遷移率。其後則製作出尺寸為數mm的高純度化c-BAs單晶,利用頻域熱反射法與超高速雷射的瞬態光柵(Transient Grating)光譜法,測量了局部熱傳導率與雙極性遷移率。
結果發現,雖然依測量點的不同而有所變化,但c-BAs的熱傳導率達到了1200 W/mK,雙極性遷移率則有1600 cm2/Vs,藉此證實了先前的預測結果。研究團隊表示,c-BAs的熱傳導率約為矽的10倍,相較於近年受矚目之碳化矽(SiC)的熱導率為矽的3倍,c-BAs僅散熱性這項條件即具相當魅力。然而為了實現理想的半導體,材料的高純度化為必要條件,因此生產高純度且實用等級大小的c-BAs單晶,須開發出實用且具經濟性的c-BAs單晶量產技術,以及投入長期耐用性等特性評估。