
4月22日,《现代物理点评》(Reviews of Modern Physics)在线发表了题为“Interfacial Thermal Resistance: Past, Present and Future”的长篇综述(共50页)。作者区别是同济大学物理科学与工程学院/声子学与热能科学中心陈杰教授和徐象繁教授,南京师范大学量子输运与热能科学中心周俊教授,南方科技大学资料科学与工程系、物理系李保文教授。文章从理论模子和实验技艺进展方位,周全推荐了近30年来界面热阻范畴的长足进行。此文也是为纪念界面热阻发觉200周年而作。 关于诸多微纳元器件,不论是电子元器件仍是光电元器件,散热难题打算了该器件的事业功能和稳固性。高密度元器件在快速事业进程中发生大批热量,假如不行及时将热量疏导出来,就会导致元器件因局部温度过高(即平常所说的热点)而导致功能下降甚而被烧坏。如何将过多的热量传递出来,让得元器件在相对低温环境下运转,是现代半导体产业面对的普及难题。日前已知多数电子器件均为半导体或金属,其热能的最重要的载体为声子或电子,因而探讨微纳元器件中的散热难题便成为声子热传输和电子热传输等探讨范畴的要害物理难题。在集成电路中,热量从元器件分散到封装外壳须要经过没有数个半导体-半导体、半导体-金属界面。因而,器件散热难题涉及到物理及工程学上最根本的科学难题:热量(声子、电子)如何经过各式界面?电子-声子耦合、声子-声子耦合如何作用界面热阻? 源于界面两侧资料组分和构造的差异,热载流子在穿过界面时会遭到散射让得界面两端在微纳尺度下发生温度跳变,因此可行定义界面热阻。物理学家傅里叶(J. B. J. Fourier)最早于1822年发觉了界面处的温度跳变。他发觉从固体外表流失到四周气体中的热量与温差有必定关连,并提议了“外导率”(External conducibility)的概念。以后,物理学家泊松(Poisson)于1835年提议经过界面的总热量与两边温差成正比,并定义了界面热阻。波兰科学家斯莫鲁超夫斯基(M. Smoluchowski)和前苏联科学家卡皮查(P. L. Kapitza)区别于1898年和1941年定量测量了固体-气体和固体-液体的界面热阻。 本文为《现代物理点评》上发表的第三篇对于界面热阻的长篇综述文章。值得一提的是,前两篇区别发表于1969年和1989年,都聚集于讨论宏观资料及宏观界面的传热难题,此中普及采纳的界面热阻理论,如AMM和DMM,皆是容易地假设声子以弹道传输或许分散传输的方式经过界面,因而两个模子预测的结果与实验结果都有数量级的偏差。同一时间,源于测量伎俩的匮乏以及实验难度过大,前期界面热导实验探讨事业也相对落后。随着纳米技艺的进行以及纳米制备工艺的改善,同一时间得益于现代大型计算机的使用,界面热阻探讨在近30年来取得了长足的进行。基于此,本文从理论模子和实验技艺进展方位周全推荐了近30年来该范畴的长足进行,讨论了固体-固体界面、固体-液体界面及固体-气体界面热阻的探讨进展及存留难题,要点阐述了界面及温度的定义、界面热阻几何效应、界面热阻调控等难题,并讨论了AMM、DMM及两温度模子的适用性。 该探讨事业获得了基金委重要名目/要点名目/面子上名目、科技部要点专项、广东省要点范畴研发计划和上海市科委的资助。 相干负责人推荐,《现代物理点评》是物理范畴最权威的综述期刊,最重要的邀请物理学权威学者对范畴发展评述和展望。《现代物理点评》创刊于1929年,于今以华夏大陆科研机构为第一单位的论文不超越15篇。该论文的发表表达了同济大学团队在微纳尺度界面传热这一世界科技前沿范畴的浓厚积淀和引领位置。 更多国家内部资讯关心咱们。
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