[本站讯]近日,前沿交叉科学青岛研究院刘林华/杨家跃团队在功能复合材料领域取得新进展,成功开发出一种基于异质界面调控与结构集成设计的 1T-MoS2@BN 复合材料体系,为简化芯片封装结构并实现热管理与电磁防护一体化提供了新思路。研究成果以“Tremella-Inspired Wrinkled 1T-MoS2@BN for Efficient Thermal Management and Microwave Absorption”为题,发表于国际期刊ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS(IF=19)上。论文第一作者为团队指导的2023级博士研究生王健,通讯作者为杨家跃教授、新加坡南洋理工大学助理教授Roland Yingjie Tay,刘林华教授为该工作提供指导,山东大学为第一作者和通讯作者单位。

随着电子器件向高集成度与高功率密度方向发展,传统芯片封装往往需要分别引入导热材料与电磁屏蔽材料,导致结构复杂、界面增多、可靠性下降。针对这一瓶颈问题,研究团队以功能一体化与结构简化为目标,提出了一种仿银耳褶皱结构的 1T-MoS2@BN 异质复合体系,通过构建多尺度界面与连续传热通路,实现了导热性能与电磁波吸收性能的协同优化。该材料通过构建 1T-MoS2与BN 的异质界面,有效调控介电响应与阻抗匹配,使电磁波能够高效进入材料内部,并在多界面结构中发生多重散射与极化损耗,最小反射损耗可达-48.8dB,有效吸收带宽为3.1GHz从而显著增强电磁波吸收损耗能力。同时,褶皱状仿生结构构建了连续的热传导通路,提高了界面热传输效率,复合材料热导率可达5.54 W m-1K-1,实现了导热性能的同步提升。更为重要的是,该材料体系具备良好的结构可设计性,可直接应用于芯片封装界面层,从而减少功能层数量、降低封装复杂度,该研究不仅为热管理与电磁屏蔽材料的协同设计提供了新的材料体系,也为推动电子封装从“多材料堆叠”向“单材料集成功能”转变提供了可行路径,在先进封装与高频电子领域具有广阔的应用前景。
杨家跃教授在极端条件热物理、功率器件热管理与空间辐照损伤效应等领域开展学科交叉基础研究,研究成果先后发表于Adv. Funct. Mater.,Chem. Eng. J.,ACS Photonics,Nanophotonics, Int. J. Heat Mass Transf., Appl. Phys. Lett., Opt. Lett等期刊上。相关研究工作得到了重点研发项目、海外青年人才、山大杰青等项目的大力支持。