（通讯员 王凡凡）4月26日，《先进科学》（Advanced Science）在线发表了国家脉冲强磁场科学中心辛国庆教授课题组题为“Lateral Heterostructure Formed by Highly Thermally Conductive Fluorinated Graphene for Efficient Device Thermal Management”的论文。中心博士生王凡凡为论文第一作者，辛国庆教授、博士后杨凯和美国马里兰大学张立夫教授为论文共同通讯作者，华中科技大学机械科学与工程学院高远研究员参与了相关研究工作。

以石墨烯为代表的二维材料具有优越的光电、热和机械特性，被认为是电子器件中硅材料的有力竞争者。然而，随着晶体管特征尺寸的减小和相应功率密度的增加，在实际应用中，基于二维材料构建的器件在衬底上的高场传输易受到自热的限制，导致过高的局部热点并危及器件可靠性和使用寿命。因此，寻找高导热材料和有效的热管理策略是解决微纳电子器件中散热问题的关键。

横向石墨烯/FG异质结器件设计的高效热管理：温度分布及热有限元模拟结果

本工作中，为了提高晶体管器件的散热效率，该课题组对具有不同氟化程度的单面氟化石墨烯（FG）中的热流进行系统控制，揭示了高达128 W m⁻¹K⁻¹的优异室温热导率，并制备了具有无缝连接的单层石墨烯/FG横向异质结构，利用单层FG的高导热性和电绝缘性，创建了从石墨烯通道到两侧FG的高效面内散热路径。研究结果表明，器件的通道峰值温度显著降低，并表现出优越的载流能力。分子动力学模拟证实，声子振动光谱的高度重叠有利于异质结构的界面热耦合，从而促进了跨界面的热传递。这些发现为二维纳米电子器件的高效散热提供了新的设计见解。

该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202401586