【其他论文】氧空位驱动的界面合金化与混合效应对氧化镓传热性能的增强

        由澳门大学的研究团队在学术期刊 Materials Today Physics 发布了一篇名为 Oxygen Vacancy-Driven Interfacial Alloying and Mixing for Enhanced Heat Transfer in Gallium Oxide（氧空位驱动的界面合金化与混合效应对氧化镓传热性能的增强）的文章。

摘要

        β-氧化镓（β-Ga₂O₃）因其超宽带隙和高临界电场强度，是极具前景的功率电子器件材料。然而，其应用面临的关键瓶颈在于热耗散能力不足以及界面热接触性能较弱。不同于传统认为“洁净界面可实现高热导率”的观点，本文提出了一种相反的观点：通过界面合金化以显著增强热传导性能。该研究基于先进的机器学习辅助分子动力学模拟，并结合密度泛函理论（DFT）分析，系统揭示了氧空位（V_O）在 β-Ga₂O₃ 与 Au（金）层之间的界面热传导中所扮演的关键角色。声子态密度和频谱热流分析表明，氧空位通过反转界面内建电场，促使界面发生混合，从而形成类似合金的过渡区域。这种结构有效地缓解了声子失配问题，显著提升了界面声子耦合效率和热传导能力。进一步的中间散射函数分析显示：尽管氧空位在长程结构（q = 0.51 Å⁻¹）上保持稳定性，但它能在较短尺度上显著调控原子局域动力学行为。该研究为提升 Ga₂O₃ 器件热管理能力提供了新思路，同时为下一代高性能电子系统的界面工程设计提供了重要理论指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2025.101714