Dalam kristalografi, struktur berlian juga disebut struktur kristal kubik berlian, yang dibentuk oleh ikatan kovalen atom karbon. Banyak sifat ekstrem berlian adalah akibat langsung dari kekuatan ikatan kovalen SP³ yang membentuk struktur kaku dan sejumlah kecil atom karbon. Logam melakukan panas melalui elektron bebas, dan konduktivitas termal yang tinggi dikaitkan dengan konduktivitas listrik yang tinggi. Sebaliknya, konduksi panas dalam berlian hanya dicapai dengan getaran kisi (yaitu, fonon). Ikatan kovalen yang sangat kuat antara atom berlian membuat kisi kristal kaku memiliki frekuensi getaran yang tinggi, sehingga suhu karakteristik Debye setinggi 2.220 K.

Karena sebagian besar aplikasi jauh lebih rendah dari suhu Debye, hamburan fonon kecil, sehingga resistensi konduksi panas dengan fonon sebagai mediumnya sangat kecil. Tetapi setiap cacat kisi akan menghasilkan hamburan fonon, sehingga mengurangi konduktivitas termal, yang merupakan karakteristik yang melekat dari semua bahan kristal. Cacat dalam berlian biasanya mencakup cacat titik seperti isotop ˡ³c yang lebih berat, pengotor dan lowongan nitrogen, cacat yang diperluas seperti kesalahan susun dan dislokasi, dan cacat 2D seperti batas butir.

Kristal berlian memiliki struktur tetrahedral biasa, di mana semua 4 pasang satu -satunya atom karbon dapat membentuk ikatan kovalen, sehingga tidak ada elektron bebas, sehingga berlian tidak dapat menghantarkan listrik.

Selain itu, atom karbon dalam berlian dihubungkan oleh ikatan empat valen. Karena ikatan CC dalam berlian sangat kuat, semua elektron valensi berpartisipasi dalam pembentukan ikatan kovalen, membentuk struktur kristal berbentuk piramida, sehingga kekerasan berlian sangat tinggi dan titik lelehnya tinggi. Dan struktur berlian ini juga membuatnya menyerap sedikit pita cahaya, sebagian besar cahaya yang diiradiasi pada berlian dipantulkan, jadi meskipun sangat sulit, itu terlihat transparan.

Saat ini, bahan disipasi panas yang lebih populer adalah anggota keluarga material nano-karbon, termasuknanodiamond, nano-grafik, serpihan graphene, bubuk nano-grafit berbentuk serpihan, dan karbon nanotube. Namun, produk film disipasi panas grafit alami lebih tebal dan memiliki konduktivitas termal yang rendah, yang sulit untuk memenuhi persyaratan disipasi panas dari perangkat berkekuatan tinggi dan integrasi tinggi di masa depan. Pada saat yang sama, itu tidak memenuhi persyaratan kinerja tinggi orang untuk masa pakai baterai yang sangat ringan dan tipis. Oleh karena itu, sangat penting untuk menemukan bahan konduktif super-termal baru. Ini membutuhkan bahan seperti itu untuk memiliki laju ekspansi termal yang sangat rendah, konduktivitas termal yang sangat tinggi, dan cahaya. Bahan karbon seperti berlian dan graphene hanya memenuhi persyaratan. Mereka memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Bahan gabungan mereka adalah semacam konduksi panas dan bahan disipasi panas dengan potensi aplikasi yang hebat, dan mereka telah menjadi fokus perhatian.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang nanodiamond kami, silakan hubungi staf kami.