Npj Comput. Mater. : 都说金刚石和铜是散热的最佳拍档,却不知他们各自为对方受了多少伤!

知社学术圈 2025-12-26 11:30
文章摘要
背景:高功率芯片、5G基站及电动汽车等高性能设备面临散热瓶颈,铜/金刚石复合材料因理论热导率高、热膨胀系数可调而被视为理想散热材料,但其实际导热性能远低于理论值,主要受限于铜与金刚石原子界面处的热阻。研究目的:武汉大学研究团队旨在通过构建高精度机器学习原子力场(NEP),系统探究不同中间层材料(如Cr、Mo、Ti、W、TiC、WC)以及温度、应变和晶体取向对铜/金刚石界面热传输的影响,揭示微观机制。结论:研究发现,钛(Ti)和碳化钛(TiC)作为中间层能有效充当“声子桥”,显著降低界面热阻达42%;升温与沿热流方向施加轻微压缩应变均能提升界面导热性能;界面热阻受晶体取向影响显著,为热管理材料设计提供了新视角。该工作为优化铜/金刚石复合材料性能提供了原子级指导,其机器学习方法可推广至其他异质界面体系。
Npj Comput. Mater. : 都说金刚石和铜是散热的最佳拍档,却不知他们各自为对方受了多少伤!
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