半导体热传输机制研究 - 理解材料界面间的热传输机制对推进半导体技术至关重要，尤其在极高功率密度下运行的微型化器件方面[1] - 界面声子介导过程在理论上已被确立为半导体中界面热传输的主要机制[1] - 由于测量埋藏界面的温度和非平衡声子分布存在挑战，其纳米级动态特性在实验上仍难以捉摸[1] 北京大学研究成果 - 2025年6月11日北京大学高鹏团队在Nature发表关于界面声子传输动力学的研究[2] - 研究通过电子显微镜探究了界面间声子传输动力学[2] - 使用原位振动电子能量损失谱(EELS)克服了测量限制[3] - 以纳米分辨率测量了AlN-SiC界面两侧的温度梯度分布[3] - 以亚纳米分辨率绘制了非平衡声子占据态[3] 研究发现 - 观察到界面约2纳米范围内存在陡峭的温度骤降[4] - 直接提取了相对界面热阻(ITR)[4] - 界面处声子模式热导率不匹配导致邻近区域产生大量非平衡声子[4] - 正向与逆向热流下界面模式的声子占据数呈现差异[4] - 引起界面约3纳米范围内AlN光学声子模态温度的显著变化[4] 研究意义 - 揭示了(亚)纳米尺度的声子传输动力学[5] - 证实了界面模式参与的声子非弹性散射机制[5] - 为热界面工程设计提供了重要指导[5]