南京大學(xué)：芯片熱管理變革技術(shù)-三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)助力低碳固態(tài)電制冷

　　隨著5G芯片的高速發(fā)展，高效和精確的熱管理成為重大挑戰(zhàn)。經(jīng)典的被動散熱系統(tǒng)利用空氣或液體的強(qiáng)制循環(huán)將熱量遞送到外部。固態(tài)電卡制冷先進(jìn)技術(shù)利用鐵電材料充/放電過程中可逆的溫度變化，可逆著溫度梯度搬運(yùn)熱量，具有零溫室效應(yīng)潛能、高效、系統(tǒng)緊湊等特點，在實現(xiàn)雙碳目標(biāo)下極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　柔性的鐵電聚合物材料電卡性能優(yōu)異，然而導(dǎo)熱性能不佳，制冷需要的電場較高，降低器件長期服役的穩(wěn)定性。在國家重點研發(fā)計劃“高效芯片熱管理”變革性技術(shù)重點專項的支持下，南京大學(xué)沈群東教授課題組構(gòu)筑了鐵電聚合物和導(dǎo)熱材料的互穿網(wǎng)絡(luò)，將電卡性能和熱導(dǎo)率同步提高了2倍以上。在電場驅(qū)動下，鐵電聚合物中的偶極傾向于有序化而釋放出熱量形成“熱點”。嵌入聚合物中的三維連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)增加了可操縱偶極的數(shù)量，顯著降低制冷循環(huán)期間切換偶極取向狀態(tài)時所需的電能；同時開辟了熱量高速傳導(dǎo)的通路，使冷/熱區(qū)域快速傳輸成為可能，解決了聚合物固有的低熱導(dǎo)帶來的界面接觸散熱緩慢的難題。團(tuán)隊還構(gòu)建了基于電卡智能材料和電磁驅(qū)動機(jī)制的芯片冷卻設(shè)備原型，為下一代智能微電子器件的精確定點熱管理提供了可行的解決方案。

　　相關(guān)論文在線發(fā)表在Nature Communications，博士生李明頂為該論文第一作者。化學(xué)化工學(xué)院王曉亮教授和李劍老師參與了研究。沈群東教授課題組近年來專注于鐵電材料的電子和神經(jīng)醫(yī)學(xué)應(yīng)用。