加州大学洛杉矶分校塞缪尔工程学院胡永杰研究员带着团队把相氮化材料研究透了

科研上的一个大发现,让热管理这块发生了大变革。这次有个新材料叫做氮化钽(TaN),它的导热能力特别厉害。加州大学洛杉矶分校塞缪尔工程学院胡永杰研究员带着团队把这种材料研究透了。这种θ相氮化钽(TaN₍θ₎)的导热系数达到1100 W/mK,比传统的铜、银还高很多,大概是它们的三倍。这个发现很重要,因为现在大家都在追求高性能计算、图形处理和人工智能技术,芯片功率越来越大,散热成了大问题。以前用铜散热已经快到极限了。 胡永杰团队把θ相氮化钽给研究透了,发现它的微观结构有六角晶格。这种结构让热能载体能够很快跑起来,因为电子和声子之间的相互作用被削弱了。以前它们老是互相碰撞阻碍热传递,现在这就好多了。团队还用了先进的技术证明了这一机制。 这个发现不光是刷新纪录,更是给材料设计开了个新方向。它能解决很多国家战略性高新技术领域遇到的“热障”难题。比如在人工智能芯片、服务器处理器里用这个材料散热,能让芯片跑得更稳或者更小更省电。在航空航天领域极端环境下的设备散热也有希望更好了。还有量子技术设备对温度敏感,这个材料也能帮上忙。 胡永杰说θ相氮化钽代表了一个根本性的新选择和更优解。他们团队之前还有个发现就是硼砷化物半导体材料也有很高的导热性能,给氮化镓芯片散热帮了大忙。这次发现的这个金属材料正好补上了高导热材料体系的拼图。 加州大学洛杉矶分校这次研究展示了基础研究驱动技术革新的过程。从打破传统观念到理解原理再到应用前景都有考虑到。虽然从实验室到产业还有很多路要走,但潜力巨大。未来这类超高热导材料有望成为很多重要产业创新升级的关键基础材料之一。