美國休士頓大學研究團隊近日在《Materials Today》發表成果，證實由硼與砷組成的化合物半導體──砷化硼（Boron Arsenide，BAs），在室溫下的熱導率可達 2,100 W/mK，首次實驗性超越鑽石，被譽為近十年熱傳導領域的重大突破。鑽石作為自然界導熱性能最優異的材料之一，其導熱係數約為 2,000 W/mK，長期以來被視為各向同性材料導熱性能的標杆。休斯頓大學研究團隊這一突破不僅推翻了十多年來科學界對導熱材料性能上限的理論預測，更為下一代電子設備的熱管理技術開闢了全新路徑。

砷化硼是一種由硼（B）與砷（As）組成的 III–V 族化合物半導體，同時具備高熱導率、寬能隙與高載子遷移率等特性。

相較於必須在高壓高溫條件下合成的鑽石，砷化硼可在常壓環境下以化學氣相傳輸（CVT）或化學氣相沉積（CVD）方式製備，製程簡易、成本更低，且能與現有半導體製程相容，具備實際應用潛力。
研究團隊表示，熱能在晶體中主要由聲子（phonon）傳遞，而砷化硼之所以能展現超高導熱效率，關鍵在於其聲學聲子與光學聲子之間存在極大的頻率差，使能量散射被大幅抑制，熱流可近乎無損傳遞。

團隊進一步透過提純砷原料、降低晶體缺陷，再以時間域熱反射法（TDTR）量測，結果顯示多批樣本的熱導率皆穩定達到 2,100 W/mK。

相較於具方向性導熱的石墨烯（鑽石），砷化硼為等向性材料，都能有效傳熱，更適合作為晶片與散熱模組間的高導熱介面。隨著晶片與 3D 堆疊晶片功耗持續攀升，散熱需求日益嚴峻，除了液冷、氣冷等技術外，材料本質的革新也成為關鍵。
砷化硼有望成為下一世代的高熱導材料，應用於功率半導體、資料中心伺服器與 AI 晶片封裝散熱，為高功率運算的熱管理開啟新方向。

與鑽石相比，砷化硼具有顯著的製造優勢。鑽石的製備需要極高的溫度和壓力條件，成本昂貴且工藝複雜。
而砷化硼可以在相對溫和的條件下製備，生產成本更低，更適合大規模工業化應用。
更重要的是，砷化硼同時具備優異的半導體性能。其高載流子遷移率、寬禁帶和與矽匹配的熱膨脹係數，使其在電子器件應用方面具有獨特優勢。
這種導熱與半導體性能的完美結合，在其他材料中極為罕見。