CVD Diamant:
Thermische Eigenschaften

Wärmeleit-
fähigkeit

Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von Diamant ist seine unerreichte Wärmeleitfähigkeit. Im Gegensatz zu Metallen, bei denen der Transport der Wärme über die  Leitungselektronen erfolgt, sind bei Diamant die Gitterschwingungen für den Wärmetransport verantwortlich. Diamant ist das Material mit der höchsten Schallgeschwindigkeit (17500 m/s) und der höchsten Debye-Temperatur  (2220 K). Unter allen Materialien besitzt Diamant mit Abstand die höchste Wärmeleitfähigkeit. Bei Zimmertemperatur beträgt sie 20-25 W/cmK - das fünffache der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer. 
Die Vorteile von Diamant kommen vor allem dann zum Tragen, wenn zusätzlich zur hohen Wärmeleitfähigkeit elektrisches Isolationsvermögen gefordert wird. 

Thermische Leitfähigkeit von  CVD Diamant vs.Temperatur. Zum Vergleich ist die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer (rote Kurve) eingezeichnet. 

Unterschiedliche Anwendungen von CVD Diamantscheiben in der Kühltechnologie wurden bereits in den achtziger Jahren vorgeschlagen. Allerdings sind großflächige, hochreine Diamantscheiben mit Wärmeleitfähigkeiten um 20 W/cmK erst seit wenigen Jahren verfügbar. Zur Zeit werden Diamantscheiben vor allem zur Herstellung von Wärmespreizern eingesetzt. Hauptanwendung ist die Kühlung von Hochleistungsbauelementen wie z.B. Laserdioden. Darüber hinaus werden Diamantscheiben als Submount zur Montage von integrierten Schaltungen verwendet. 

Topographische Messung der Wärmeleitfähigkeit