Kristallograafias nimetatakse teemantstruktuuri ka teemantkuubikujuliseks kristallstruktuuriks, mis tekib süsinikuaatomite kovalentsel sidemel.Paljud teemandi äärmuslikud omadused tulenevad sp³ kovalentse sideme tugevusest, mis moodustab jäiga struktuuri ja väikese arvu süsinikuaatomeid.Metall juhib soojust läbi vabade elektronide ja selle kõrget soojusjuhtivust seostatakse kõrge elektrijuhtivusega.Seevastu soojusjuhtivus teemandis saavutatakse ainult võre vibratsioonide (st fonoonide) abil.Teemantiaatomite vahelised ülitugevad kovalentsed sidemed muudavad jäiga kristallvõre kõrge vibratsioonisagedusega, nii et selle Debye iseloomulik temperatuur on kuni 2220 K.

Kuna enamik rakendusi on palju madalamad kui Debye'i temperatuur, on fononi hajumine väike, seega on foononi kui kandja soojusjuhtivuse takistus äärmiselt väike.Kuid mis tahes võre defekt põhjustab fononi hajumist, vähendades seeläbi soojusjuhtivust, mis on kõikidele kristallmaterjalidele omane.Teemantide defektid hõlmavad tavaliselt punktdefekte, nagu raskemad ˡ³C isotoobid, lämmastiku lisandid ja vabad kohad, ulatuslikud defektid, nagu virnastamisvead ja nihestused, ning 2D-defektid, nagu tera piirid.

Teemantkristall on korrapärase tetraeedrilise struktuuriga, milles kõik 4 üksikut süsinikuaatomite paari võivad moodustada kovalentseid sidemeid, seega puuduvad vabad elektronid, mistõttu teemant ei saa elektrit juhtida.

Lisaks on teemandi süsinikuaatomid seotud neljavalentse sidemega.Kuna teemandis olev CC-side on väga tugev, osalevad kõik valentselektronid kovalentsete sidemete moodustumisel, moodustades püramiidikujulise kristallstruktuuri, mistõttu teemandi kõvadus on väga kõrge ja sulamistemperatuur kõrge.Ja see teemandi struktuur neelab ka väga vähe valgusribasid, suurem osa teemandile kiiritatud valgusest peegeldub välja, nii et kuigi see on väga kõva, tundub see läbipaistev.

Praegu on populaarsemad soojust hajutavad materjalid peamiselt nano-süsinikmaterjalide perekonna liikmed, sealhulgasnanoteemant, nano-grafeen, grafeenihelbed, helbekujuline nanografiidipulber ja süsinik-nanotorud.Loodusliku grafiidi soojust hajutavad kiletooted on aga paksemad ja madala soojusjuhtivusega, mistõttu on raske täita tulevaste suure võimsusega ja suure integratsioonitihedusega seadmete soojuse hajumise nõudeid.Samal ajal ei vasta see inimeste ülikerge ja õhukese pika aku tööea kõrge jõudlusega nõuetele.Seetõttu on äärmiselt oluline leida uusi supersoojust juhtivaid materjale.See eeldab, et sellistel materjalidel on äärmiselt madal soojuspaisumiskiirus, ülikõrge soojusjuhtivus ja kergus.Süsinikmaterjalid, nagu teemant ja grafeen, vastavad lihtsalt nõuetele.Neil on kõrge soojusjuhtivus.Nende komposiitmaterjalid on omamoodi soojusjuhtivuse ja soojuse hajutamise materjalid, millel on suur kasutuspotentsiaal ning need on muutunud tähelepanu keskpunktiks.

Kui soovite meie nanoteemantide kohta rohkem teada saada, võtke meiega ühendust.