随着高功率电子器件的小型化和功率密度的不断提升，热管理成为限制宽禁带半导体材料应用的关键挑战。近期，Lin Gu团队在《Nano Energy》期刊上发表了题为《A strategy for enhancing interfacial thermal transport in Ga2O3-diamond composite structure by introducing an AlN interlayer》的研究论文，提出了一种通过引入氮化铝（AlN）中间层显著提升Ga2O3-金刚石复合结构界面热传输性能的创新策略，为Ga2O3基高功率器件的热管理提供了重要解决方案。
此研究通过在Ga2O3-金刚石复合结构中引入AlN中间层，显著提高了界面结合力和热传输性能。实验结果表明，AlN中间层的引入使Ga2O3薄膜的热导率从5.5 W/m·K提升至6.0 W/m·K，Ga2O3-金刚石界面的热边界导纳（TBC）从46.1 MW/m²·K增至60.9 MW/m²·K。第一性原理计算进一步揭示，AlN中间层增强了界面结合力，而分子动力学（MD）模拟显示，低频声子传输的增加是界面热导率提升的主要原因。此外，通过COMSOL Multiphysics进行的电热仿真验证了AlN中间层在减轻自加热效应方面的有效性。此研究为Ga2O3基功率器件的热管理提供了可行的解决方案，为其在高功率电子器件中的应用奠定了基础。
TDTR方法的应用场景与主要贡献：
在此研究中，时间域热反射（TDTR）方法被用于精确测量Ga2O3薄膜的热导率及Ga2O3-金刚石界面的热边界导纳（TBC）。TDTR实验验证了AlN中间层对热传输性能的提升效果，具体表现为Ga2O3薄膜热导率从5.5±0.3 W/m·K增至6.0±0.3 W/m·K，界面热边界导纳从46.1±2.3 MW/m²·K提升至60.9±3.0 MW/m²·K。这些数据通过飞秒激光光学泵浦-探测技术获得，结合铝薄膜换能器，精确捕捉热信号随时间延迟的变化，为评估AlN中间层在改善界面热传导中的作用提供了可靠依据。TDTR技术还揭示了AlN中间层通过增强低频声子传输降低界面热阻的机制，为优化Ga2O3基高功率器件的热管理提供了关键实验支持。
此研究中使用的TDTR系统为Aunist（昊远精测）公司生产的AUTINST Pioneer-01，配备基于光纤飞秒激光器（波长1064 nm，脉冲宽度80 fs，脉冲能量25 nJ，重复频率80 MHz）。所有热导率测量均在室温下进行，确保了数据的高精度和一致性。
