近日，实验室金刚石光电材料与器件团队和河南黄河旋风股份有限公司中原学者工作站、许昌学院化工与材料学院合作，在金刚石/铜复合材料用于高密度电子封装散热方面取得新进展，在《Carbon Energy》发表了题为Lightweight diamond/Cu interface tuning for outstandingheat conduction的学术论文。郑州大学为第一单位，论文第一作者为实验室2023级博士研究生豆文杰，通讯作者为许昌学院朱聪旭副教授、武玺旺副教授、郑直教授、东北师范大学朱广山教授。

随着人工智能技术和5G通讯技术的快速发展，电子电路集成度和电子元器件性能不断提升，CPU处理数据的速度越来越快，大功率器件工作功率的提高，产生的热量也越来越多，如何将热量快速高效传递出去是保证高功率器件正常工作的关键。金刚石具有最高的热导率，是高功率器件高效热管理的理想候选材料。但是，金刚石由于热膨胀系数小，通常需要通过与金属的复合实现与器件类似的热膨胀系数。但是，金刚石与金属的界面往往会限制热传导，导致复合材料热传导性能不佳。

针对上述问题，本文设计了一种金刚石-碳化物层-金属层的复合梯度层“桥”接，大幅提高了金刚石/铜复合材料的界面热传导性能。制备的金刚石/铜复合材料密度低于4 g/cm3，热扩散系数高达331 mm2s-1，热导率为655 W m-1K-1。制备的金刚石/铜复合材料具有优异的导热性能，还具有优良的力学性能和低密度等优势，具有广阔的应用前景，相关发明专利也已获得授权。该研究探索了金刚石/铜复合材料表界面结构调控对热传导性能的增效机制；为深入理解热量在界面的输运、散射、耦合及干扰等热物理过程提供新思路，为新型金刚石/铜基电子封装散热材料的应用奠定基础。

该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发项目、河南省中原学者工作站项目和高等教育教学改革项目的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.379