基于深度势的氮化镓器件在砷化硼冷却衬底上的多尺度模拟
材料科学
2024-01-25 v3
摘要
高效散热对高功率密度电子器件起着关键作用。已将具有超高导热系数（1300 W m-1K-1）的砷化硼（BAs）冷却衬底实验集成到氮化镓（GaN）宽禁带半导体器件中。然而，缺乏对 BAs-GaN 界面传热的系统分析阻碍了实际应用。在本研究中，通过构建精确高效的机器学习原子间势，我们对 BAs-GaN 异质结构进行了多尺度模拟。获得了 265 MW m-2K-1 的超高界面热导（ITC），这源于 BAs 与 GaN 匹配的晶格振动。此外，揭示了当尺寸从 1 nm 增大到 100 {\mu}m 时晶粒尺寸与边界热阻之间的竞争关系。这种配备深度势的多尺度模拟不仅推动了 BAs 冷却衬底在电子器件中的实际应用，也为设计先进热管理系统提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2201.00516,
title = {Deep-potential enabled multiscale simulation of gallium nitride devices on boron arsenide cooling substrates},
author = {Jing Wu and E Zhou and An Huang and Hongbin Zhang and Ming Hu and Guangzhao Qin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00516},
year = {2024}
}