研究背景

       隨著電子元件日益小型化和集成化，功率密度迅速增加，近年來散熱已成為限制電子系統性能的主要因素之一。高效熱管理材料對于提高電子設備的工作壽命和使用可靠性至關重要。由于優異的導熱性（600?1000W/(m·K)）和合適的熱膨脹系數（4?8×10-6/K），金剛石顆粒增強銅基（Cu/diamond）復合材料被(bei)認為(wei)是新一代熱管理材料(liao)。

       Cu/diamond界面(mian)(mian)(mian)對Cu/diamond復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)料的(de)(de)熱性(xing)能起著決(jue)定性(xing)的(de)(de)作用。然而(er)，Cu/diamond界面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)固有缺陷(xian)限制了(le)Cu/diamond復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)料獲得高導熱性(xing)。首先，Cu和diamond之(zhi)間的(de)(de)化學親和力較(jiao)弱，而(er)C元(yuan)素在銅(tong)中的(de)(de)溶解(jie)度很小，導致未改性(xing)的(de)(de)Cu/diamond復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)料界面(mian)(mian)(mian)結合(he)不(bu)良。其次，Cu和diamond的(de)(de)振動特(te)性(xing)因其獨特(te)的(de)(de)鍵的(de)(de)性(xing)質而(er)具有巨大的(de)(de)差異。通過金(jin)剛石表面(mian)(mian)(mian)金(jin)屬化或(huo)金(jin)屬基體合(he)金(jin)化，在銅(tong)和金(jin)剛石之(zhi)間引入(ru)了(le)各種碳化物(wu)，并加入(ru)了(le)碳化物(wu)形成(cheng)元(yuan)素，如B、Cr、Ti、Zr、Mo和W，以克服(fu)這些缺點。

       為什么要碳化物？

       解(jie)決Cu和(he)diamond界(jie)(jie)面(mian)(mian)結(jie)合力較差(cha)的問題：碳化物(wu)既(ji)能(neng)與(yu)金剛石形成化學鍵，也能(neng)與(yu)銅形成固(gu)溶(rong)體，是界(jie)(jie)面(mian)(mian)間(jian)原子(zi)尺度的“粘合劑(ji)”和(he)“填(tian)充(chong)劑(ji)”，有利于(yu)降低空(kong)氣間(jian)隙帶(dai)來的界(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)阻，進而提升(sheng)復合材(cai)料的熱(re)導率。

       解決Cu和(he)diamond振動差異巨大帶來的(de)(de)振動不匹配問題：Cu和(he)diamond都是晶體(ti)，其傳熱主要依靠晶格振動——聲(sheng)子。我們(men)將兩種材料的(de)(de)聲(sheng)子振動匹配比作“握(wo)手”，握(wo)手的(de)(de)頻(pin)率一致(zhi)了，能量的(de)(de)傳遞“通(tong)暢”了，傳熱效果自然提升。另(ling)外，Cu和(he)diamond間的(de)(de)金(jin)屬(shu)碳(tan)化(hua)物在復合材料制備過程中呈(cheng)現元素過渡的(de)(de)狀態(tai)，靠近金(jin)屬(shu)一側性質更(geng)接近金(jin)屬(shu)、靠近金(jin)剛石(shi)一側含C量更(geng)高，使整個碳(tan)化(hua)物中間呈(cheng)“過渡”態(tai)，不至于性質出現階躍(yue)。

       為什么選擇Cr、Mo、W、Ti？

       界面相(xiang)容(rong)是(shi)Cu/diamond界面結合(he)(he)提升的(de)(de)首要條(tiao)件：為(wei)保證良(liang)好的(de)(de)界面結合(he)(he)，中(zhong)間層的(de)(de)改(gai)性元素(su)及其(qi)碳(tan)化物應同時與Cu和diamond有良(liang)好的(de)(de)相(xiang)容(rong)性。Cr3C2、WC、TiC在1423 K時與Cu的(de)(de)潤濕角分別為(wei)50°、17°、113°，低于1623 K時Cu和diamond的(de)(de)128°。

       先進技術

       時(shi)(shi)(shi)域熱(re)(re)反(fan)射(she)(she)(she)法(fa)（Time-domain thermal reflectance，TDTR）利(li)用激光(guang)反(fan)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)(lv)(lv)測量溫度響(xiang)(xiang)(xiang)應，其(qi)(qi)測試數據是探測光(guang)束在不同延(yan)遲時(shi)(shi)(shi)間點的反(fan)射(she)(she)(she)強(qiang)度。材(cai)料溫度變化影響(xiang)(xiang)(xiang)其(qi)(qi)折(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)(lv)(lv)，進(jin)而影響(xiang)(xiang)(xiang)反(fan)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)(lv)(lv)，所以(yi)利(li)用反(fan)射(she)(she)(she)法(fa)測量反(fan)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)(lv)(lv)隨時(shi)(shi)(shi)間的變化可以(yi)間接測量瞬(shun)態溫度響(xiang)(xiang)(xiang)應。加熱(re)(re)激光(guang)通(tong)過(guo)一個固定頻(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)的光(guang)電(dian)調幅(fu)器，然后聚焦(jiao)到(dao)試樣表(biao)面(mian)。探測激光(guang)通(tong)過(guo)一個可調光(guang)延(yan)遲線，聚焦(jiao)到(dao)試樣表(biao)面(mian)，利(li)用光(guang)電(dian)傳感(gan)器探測激光(guang)經過(guo)被測表(biao)面(mian)后的反(fan)射(she)(she)(she)信號(hao)。

       TDTR作為一種非接觸式的測量技術，具有超高的時間、空間分辨能力，TDTR技術已經成為微納尺度熱輸運領域的重要實驗手段之一，可以直接原位測量Cu/diamond的界面熱導，進而擺脫了使用理論模型或宏觀熱物性測試方法反推界面熱導的不確定性。

圖1 TDTR系統原(yuan)理圖

圖2 TDTR系統(tong)實物圖

       研究成果

       1. Ti中間層的碳化過程對Cu/diamond界面熱導的影響

       通過(guo)控制Cu/Ti/diamond的(de)退(tui)火時間(jian)(jian)，使樣品的(de)Ti中間(jian)(jian)層(ceng)實現了不同程(cheng)度的(de)碳化(hua)，通過(guo)TDTR進行(xing)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)導(dao)(dao)測量。對于(yu)Cu/diamond，Cu/Ti/diamond，Cu/Ti/TiC/diamond，Cu/TiC/diamond樣品結(jie)構(gou)，界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)導(dao)(dao)逐漸增大，在Ti完(wan)全成(cheng)為TiC后界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)導(dao)(dao)達到最高。原位形(xing)成(cheng)的(de)TiC可同時改善Cu與diamond之間(jian)(jian)的(de)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)結(jie)合和振動(dong)失(shi)配，有助于(yu)提高界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)導(dao)(dao)。與此同時，Ti中間(jian)(jian)層(ceng)完(wan)全碳化(hua)比(bi)部分碳化(hua)的(de)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)數目少(shao)，可減少(shao)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)聲子散(san)射對Cu與diamond界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)傳輸的(de)影響，有利(li)于(yu)提高界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)導(dao)(dao)。

圖3 1073 K下不同退火時間(jian)的(de)Cu/Ti/diamond樣品結構

圖4 Cu/diamond界面熱(re)導對Cu/diamond復合材料熱(re)導率的影響

       2. TiC微觀特性對Cu/diamond界面熱導的影響

       在(zai)Cu和(he)(he)diamond之間插入TiC中間層改善(shan)Cu和(he)(he)diamond的(de)(de)(de)(de)界(jie)面導(dao)熱(re)能(neng)力在(zai)理(li)論(lun)上是(shi)可(ke)行的(de)(de)(de)(de)，然而(er)實驗結(jie)果(guo)表明界(jie)面熱(re)導(dao)是(shi)否改善(shan)與TiC中間層的(de)(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)度和(he)(he)厚度密切相關(guan)，在(zai)Cu和(he)(he)diamond之間插入10 nm厚的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)態TiC可(ke)以(yi)使(shi)界(jie)面熱(re)導(dao)提升48%。然而(er)，當TiC呈非晶(jing)(jing)態時(shi)，Cu/diamond的(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)導(dao)將會急劇惡(e)化，這源自非晶(jing)(jing)TiC自身及(ji)非晶(jing)(jing)TiC/diamond較差的(de)(de)(de)(de)熱(re)傳輸(shu)性能(neng)。TiC的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)隨退火(huo)時(shi)間變化，退火(huo)時(shi)間越長，晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)越大。當TiC晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)在(zai)34到(dao)74 nm之間變化時(shi)，Cu/TiC/diamond的(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)導(dao)對TiC的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)并不敏感。因(yin)為TiC的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)顯著大于TiC的(de)(de)(de)(de)聲子平(ping)均自由程(~ 3 nm )，所以(yi)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)聲子散射效(xiao)應對界(jie)面熱(re)導(dao)的(de)(de)(de)(de)影響非常有限。

圖5 TiC在不同(tong)沉積(ji)溫度(du)(du)下Cu/diamond的界面(mian)熱導(dao)。沉積(ji)溫度(du)(du)越(yue)高，TiC結晶態效果越(yue)好，界面(mian)熱導(dao)隨(sui)之增大(da)。

圖6 不(bu)同TiC晶粒(li)尺(chi)寸(cun)下Cu/diamond的(de)界面(mian)熱導。退(tui)火(huo)溫度(du)越(yue)高(gao)，TiC晶粒(li)尺(chi)寸(cun)越(yue)大。(a) 15 min。(b) 30 min。(c) 60 min。(d) Cu/diamond界面(mian)熱導、TiC中(zhong)間層平均晶粒(li)尺(chi)寸(cun)與退(tui)火(huo)時間的(de)關(guan)系(xi)。

       3. Mo中間層碳化過程對Cu/diamond界面熱導的影響

       Ti為(wei)IVB族元素(su)，金屬(shu)在形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)碳化物前后(hou)熱導率(lv)基(ji)本一致；VIB族金屬(shu)在碳化前后(hou)熱導率(lv)差異較(jiao)大，以VIB族的(de)Mo為(wei)研究對象，探索另一族改性元素(su)對Cu/diamond界(jie)面熱導的(de)影響。與(yu)Ti不同，Mo對diamond存在催化作用：退(tui)火溫度較(jiao)高(gao)時(shi)（>1073 K），Mo促進(jin)了(le)金剛石表面的(de)石墨化，在反應過程中(zhong)除了(le)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)Mo2C外(wai)(wai)還會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)Mo2C和富(fu)勒烯的(de)混(hun)合層。此時(shi)由(you)于伴隨形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)富(fu)勒烯具有較(jiao)低的(de)熱導率(lv)，引入(ru)大量的(de)額外(wai)(wai)熱阻(zu)，不利于界(jie)面熱傳輸。相反，當Cu/Mo/diamond“三(san)明治”結構的(de)Mo中(zhong)間層少(shao)量轉變(bian)為(wei)Mo2C時(shi)會促進(jin)界(jie)面熱傳輸，原因是少(shao)量Mo2C的(de)存在除了(le)可以調(diao)節Cu和diamond的(de)振動(dong)失(shi)配外(wai)(wai)還會提高(gao)界(jie)面結合強度。

圖7 不同退火(huo)溫(wen)度下Mo/diamond樣(yang)品的(de)界面結構演(yan)變

圖8 Mo/diamond經(jing)1173 K退火后界面(mian)(mian)的TEM和(he)XPS表征，其界面(mian)(mian)出現了富勒烯結構。(a) Mo2C/diamond界面(mian)(mian)STEM-HAADF像(xiang)。(b)圖(a)中Mo2C/diamond界面(mian)(mian)EDS線(xian)掃圖。(c) Mo2C/diamond界面(mian)(mian)HRTEM像(xiang)。(d)富勒烯C 1s的高分辨XPS譜。

圖(tu)9 不同退火溫度下Cu/Mo/diamond的界面熱導變化(hua)

       4. Cr中間層在Cu/diamond界面熱導中的影響

       Cr與Mo同(tong)族，但并(bing)不(bu)存在(zai)(zai)催化(hua)作(zuo)用。通(tong)過采用磁控(kong)(kong)濺射和(he)控(kong)(kong)制(zhi)保溫時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)工藝制(zhi)備Cr/diamond界(jie)面(mian)(mian)結(jie)構，控(kong)(kong)制(zhi)Cr和(he)diamond間(jian)(jian)的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)擴散并(bing)在(zai)(zai)界(jie)面(mian)(mian)處生成Cr3C2，保溫時(shi)間(jian)(jian)發生變化(hua)時(shi)，Cr3C2的(de)(de)(de)結(jie)構形態(tai)存在(zai)(zai)較大(da)差異，如(ru)圖10所示，隨(sui)著保溫時(shi)間(jian)(jian)增加(jia)，Cr3C2由不(bu)連(lian)續的(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu)薄膜不(bu)斷長大(da)，最終得(de)到(dao)貫穿界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)連(lian)續碳化(hua)物(wu)層，提高(gao)了Cu/diamond的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)結(jie)合能力，調(diao)節了Cu和(he)diamond間(jian)(jian)的(de)(de)(de)聲子失配，使(shi)界(jie)面(mian)(mian)熱(re)導顯著增加(jia)。另外，由于Cr3C2的(de)(de)(de)本(ben)征(zheng)熱(re)導率比Cr低，隨(sui)著Cr3C2中間(jian)(jian)層厚度的(de)(de)(de)增加(jia)，界(jie)面(mian)(mian)熱(re)導值會逐漸下降。

圖(tu)10 Cu/Cr/diamond樣品中Cr在不同保溫(wen)(wen)時間下的結(jie)構示意圖(tu)。(a) 室溫(wen)(wen)沉積(ji)。(b) 773 K。(c) 773 K保溫(wen)(wen)0.5 h。(d) 773 K保溫(wen)(wen)2h。

圖11 Cr不同(tong)狀態下Cu/diamond界面(mian)熱(re)導的(de)TDTR測量值

       5. W中間層在Cu/diamond界面熱導中的影響

       近年來，已經獲(huo)得(de)了高熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)率為910和(he)(he)(he)(he)943W/(m·K)的(de)(de)(de)(de)(de)Cu/W/diamond復(fu)(fu)合材料(liao)，這意味(wei)著W是(shi)Cu/diamond復(fu)(fu)合材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)理想碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)形成(cheng)元素(su)。WC (63 W/(m·K))相對(dui)于(yu)(yu)(yu)其(qi)他(ta)金(jin)屬碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)高導(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)性以(yi)及W在銅基體中的(de)(de)(de)(de)(de)不溶性有利于(yu)(yu)(yu)W改性銅/金(jin)剛(gang)石復(fu)(fu)合材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)高導(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)率。然而，W的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)對(dui)Cu/diamond間的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)影響仍(reng)不清楚。通(tong)過對(dui)Cu/W/diamond界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗測量(liang)和(he)(he)(he)(he)分子動(dong)力學計(ji)(ji)算，得(de)到如下結論(lun)：少量(liang)W2C晶粒優先在金(jin)剛(gang)石表(biao)面成(cheng)核，然后(hou)穿透W膜。W和(he)(he)(he)(he)W2C層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)存類似于(yu)(yu)(yu)通(tong)過金(jin)屬基合金(jin)化(hua)制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)Cu/diamond復(fu)(fu)合材料(liao)中的(de)(de)(de)(de)(de)不連續(xu)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)層(ceng)。由(you)于(yu)(yu)(yu)C在W和(he)(he)(he)(he)W2C中的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)擴散速(su)率，非晶碳(tan)(tan)層(ceng)形成(cheng)在W/diamond和(he)(he)(he)(he)W2C/diamond界(jie)面處。TDTR的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)結果表(biao)明，Cu/W-W2C/diamond結構的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)介于(yu)(yu)(yu)Cu/W/diamond和(he)(he)(he)(he)Cu/W2C/diamond之間。W2C的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)率低(di)于(yu)(yu)(yu)W，導(dao)(dao)(dao)致Cu/W2C/diamond結構的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)較低(di)。結果表(biao)明，減(jian)小碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)層(ceng)厚度和(he)(he)(he)(he)增加碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)層(ceng)覆(fu)蓋(gai)率是(shi)提高Cu/diamond界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)有效途徑(jing)。另外，MD模擬證明W2C/diamond的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)(dao)遠高于(yu)(yu)(yu)Cu/diamond和(he)(he)(he)(he)W/diamond界(jie)面。PDOS的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)算進一(yi)步證實，W2C與(yu)Cu和(he)(he)(he)(he)金(jin)剛(gang)石的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)匹(pi)配良(liang)好，因此可以(yi)彌(mi)補Cu和(he)(he)(he)(he)diamond之間較大的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)失配。

圖(tu)12 W/diamond在(zai)1273 K下(xia)退火不同時間的(de)(de)(de)STEM表征：(a) 低倍(bei)率(lv)STEM BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(b) W/W2C界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(c) W?W2C/diamond界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)低倍(bei)率(lv)STEM-HAADF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(d) W?W2C/diamond界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(e) W/diamond 界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(f) W2C/diamond界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。在(zai)W/diaomnd和W2C/diamond界面(mian)(mian)(mian)(mian)處形成非晶(jing)C層(ceng)。退火180分鐘的(de)(de)(de)W/diamond樣品(pin)：(g)低倍(bei)率(lv)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。(h) W2C/diamond界面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)STEM-BF圖(tu)像(xiang)(xiang)。在(zai)diamond襯底上(shang)觀察到連續的(de)(de)(de)W2C膜，在(zai)W2C/金剛石(shi)界面(mian)(mian)(mian)(mian)處形成非晶(jing)C層(ceng)。

圖13 diamond襯底上W退(tui)(tui)火時(shi)間(jian)增加(jia)的形態(tai)演變示(shi)意(yi)圖：(a) 沉積態(tai)， (b) 退(tui)(tui)火30分鐘, (c)退(tui)(tui)火180分鐘。

圖14 TDTR測(ce)量和DMM預測(ce)了(le)Cu/diamond的界面(mian)熱導。

圖15 Cu、W、diamond、W2C的(de)聲子(zi)態密(mi)度

       總結與展望

       Cu/中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)/diamond結(jie)構(gou)的(de)界(jie)(jie)面熱(re)(re)導(dao)(dao)(dao)與中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)種(zhong)類、厚度(du)(du)、結(jie)晶度(du)(du)、熱(re)(re)導(dao)(dao)(dao)率、是(shi)否有催化(hua)作用等因(yin)素(su)密切相關。中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)/diamond界(jie)(jie)面是(shi)提升Cu/中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)/diamond界(jie)(jie)面導(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)能(neng)力的(de)關鍵(jian)。在碳化(hua)物形成過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，其(qi)界(jie)(jie)面熱(re)(re)導(dao)(dao)(dao)對中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)厚度(du)(du)最為敏感(gan)，拋開其(qi)他因(yin)素(su)，只(zhi)考慮中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)界(jie)(jie)面結(jie)合與振動匹(pi)配能(neng)力，若想保證Cu/中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)/diamond界(jie)(jie)面熱(re)(re)導(dao)(dao)(dao)的(de)提升，應保證在不削弱界(jie)(jie)面結(jie)合的(de)情況下減(jian)薄碳化(hua)物中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)。

       未來可(ke)通過(guo)分子動(dong)力學模擬(ni)計算(suan)Cu/中間層(ceng)/金剛石(shi)的界面熱導，闡(chan)明不同種中間層(ceng)對Cu/diamond振動(dong)匹配的提(ti)升作(zuo)用和聲(sheng)子散(san)射行為(wei)，揭示(shi)不同厚度層(ceng)聲(sheng)子傳(chuan)輸行為(wei)，與TDTR實(shi)驗(yan)測量結合(he)，深(shen)入理(li)解中間層(ceng)對Cu/diamond界面熱導影響的作(zuo)用與機(ji)制。

       論文信息

[1] Chang G, Sun F, Duan J, et al. Effect of Ti interlayer on interfacial thermal conductance between Cu and diamond. Acta Materialia, 2018, 160: 235-246.

[2] Chang G, Sun F, Wang L, et al. Regulated interfacial thermal conductance between Cu and diamond by a TiC interlayer for thermal management applications. ACS Applied Materials & Interfaces, 2019, 11(29): 26507-26517.

[3] Chang G, Sun F, Wang L, et al. Mo-interlayer-mediated thermal conductance at Cu/diamond interface measured by time-domain thermoreflectance. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2020, 135: 105921.

[4] Liu X, Sun F, Wang L, et al. The role of Cr interlayer in determining interfacial thermal conductance between Cu and diamond. Applied Surface Science, 2020, 515: 146046.

[5] Zhang Y, Wang Z, Li N, et al. Interfacial thermal conductance between Cu and diamond with interconnected W?W2C Interlayer. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14:35215.

       作者簡介

       孫方遠，北京科技大學能源(yuan)與環(huan)境工(gong)程學(xue)院(yuan)副(fu)教授，碩士生導(dao)師(shi)，中國(guo)(guo)科(ke)(ke)學(xue)技(ji)術大學(xue)0413校友，中國(guo)(guo)科(ke)(ke)學(xue)院(yuan)青(qing)年創新促(cu)進會(hui)會(hui)員(yuan)，北京熱(re)物(wu)理與能源(yuan)工(gong)程學(xue)會(hui)青(qing)年工(gong)作委(wei)員(yuan)會(hui)委(wei)員(yuan)。2014年獲得中國(guo)(guo)科(ke)(ke)學(xue)院(yuan)工(gong)程熱(re)物(wu)理研(yan)(yan)究(jiu)所博士學(xue)位。長(chang)期(qi)致力于微納(na)米材料(liao)熱(re)物(wu)性方面的理論及實(shi)驗研(yan)(yan)究(jiu)，在科(ke)(ke)技(ji)部國(guo)(guo)家重(zhong)大科(ke)(ke)學(xue)儀器設備(bei)(bei)開發(fa)專(zhuan)項(xiang)及中科(ke)(ke)院(yuan)科(ke)(ke)研(yan)(yan)裝備(bei)(bei)研(yan)(yan)制項(xiang)目的支(zhi)持(chi)下，開發(fa)了具有(you)高信噪比的雙波長(chang)飛秒激光TDTR系統，目前已(yi)商用化，技(ji)術達到國(guo)(guo)際先(xian)進水平(ping)，申請相(xiang)關(guan)發(fa)明專(zhuan)利(li)7項(xiang)。針對微觀熱(re)輸運(yun)性質進行(xing)了大量研(yan)(yan)究(jiu)，主(zhu)要包括納(na)米薄膜材料(liao)熱(re)導(dao)率，金(jin)(jin)屬(shu)/金(jin)(jin)剛石界面、有(you)機(ji)/無機(ji)復(fu)合材料(liao)界面導(dao)熱(re)，極低溫條件(jian)和超高壓（GPa級）條件(jian)下熱(re)輸運(yun)等，相(xiang)關(guan)成果發(fa)表在Advanced Materials、Nano Energy、ACS Nano及Acta Materialia等期(qi)刊，已(yi)發(fa)表SCI論文30余篇。