清华大学孙波团队及合作者在金属/半导体界面的导热机制取得进展

集微网消息，近日，清华大学深圳国际研究生院孙波团队与上海交通大学顾骁坤团队、北京大学王新强团队合作，试图探索提高界面热导的条件，在金属/半导体界面的导热机制取得新进展。

据介绍，团队利用分子束外延（MBE）的方法，通过精确控制生长条件制备出原子级平整和含有1 nm互扩散层的两个Al/Si界面。采用时域热反射法（TDTR）精确测量了不同温度下的界面热导。发现粗糙界面的热导在高温下趋于饱和，符合传统的扩散失配模型；而平整界面的热导在高温下随温度升高，与传统理论背离，并且在平整Al/GaN界面上也观察到了类似的现象。

该研究发现了在原子级平整的Al/Si、Al/GaN界面处的声子非弹性输运过程，而该过程被视为界面处额外的声子输运通道，可提高界面热导，从而提升界面的散热性能。该研究解决了长久以来对界面声子非弹性作用机理的争论，并对半导体器件中的热管理具有指导意义。

相关成果以“原子级平整界面处声子非弹性输运”为题，在线发表在国际期刊《自然·通讯》上。该研究工作得到国家自然科学基金委项目、深圳市优秀青年基金、北京市卓越青年科学家等项目的支持。（校对/姜羽桐）